【摘 要】
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本文面向TD-LTE-Advanced无线通信系统，研究和设计了其中的频率综合器。该频率综合器为∑-△分数分频频率综合器，要同时满足TD-LTE-Advanced以及TD-SCDMA系统要求、符合3GPP R1
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本文面向TD-LTE-Advanced无线通信系统，研究和设计了其中的频率综合器。该频率综合器为∑-△分数分频频率综合器，要同时满足TD-LTE-Advanced以及TD-SCDMA系统要求、符合3GPP R10技术规范。
文章首先介绍了从协议信息提取到系统指标确定的具体方法，确定了面向TD-LTE-Advanced的频率综合器的指标要求，结合TD-LTE-Advanced的收发机架构，确定了频率综合器的系统结构。然后从线性模型的角度出发，分析了在三阶无源滤波器的情况下，各模块的等效输入噪声、噪声传递函数以及等效输出噪声，介绍了本频率综合器的设计流程，按照流程具体推导、计算得出环路参数，并进行了折中优化。文章论述了全NMOS VCO电路的带宽、调谐增益线性度、尾电流、相噪等诸多方面的设计流程，研究和分析了高精度、失配较小的PFD、CP，并进行电路设计，论述了除二分频器、可编程分频器的电路设计，介绍了∑-△调制器的电路结构，以及AFC的算法流程和电路框图。所有模块的电路设计都有后仿真结果作为验证。考虑到版图对性能的重要性，给出各模块版图以及其具体设计时需要注意的细节问题，最后规划、整合出整个频率综合器。
该频率综合器采用TSMC0.13um CMOS工艺，完成流片，后仿真结果表明，频率综合器的输出为1.5GHz-3GHz四路正交信号，覆盖TD-LTE-Advanced及TD-SCDMA的协议要求频带;锁定时间48us，其中PLL为36us，AFC为12us;在TD-SCDMA要求的1880-1920MHz和2010-2025MHz频段，相位噪声小于-140dBc/Hz@3.2MHz，-145dBc/Hz@5MHz;在TD-LTE-Advanced要求的2300-2400MHz和2570-2620MHz频段，相位噪声小于-135dBc/Hz@2.8MHz，-140dBc/Hz@6MHz。
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