文档介绍：学校代码: 10246
学号: 021021053
博士学位论文
DVB-T 接收机中频率综合器的研究
院系: 微电子学系
专业: 微电子学与固体电子学
姓名: 何捷
指导教师: 洪志良教授闵昊教授
完成日期: 2005 年 4 月 20 日
复旦大学博士学位论文
DVB-T 接收机中频率综合器的研究
何捷
指导教师:
洪志良教授
闵昊教授
指导小组:
洪志良教授
闵昊教授
任俊彦教授
杨莲兴教授
复旦大学信息科学与工程学院微电子学系
复旦大学博士学位论文
摘要
本文从应用于数字地面电视广播 DVB-T 接收机中的频率综合器研究为出发点,
首先,简单介绍了 DVB-T 接收机对频率综合器的性能要求,概括了频率综合器的
结构和分析方法。在此基础上,着重研究了频率综合器的环路参数设计和噪声估计
方法,并采用 TSMC µm CMOS 工艺设计了一个窄带的频率综合器加以验证。
在环路参数设计方面,本文定量分析了环路参数由于工艺、电压和温度等条件
的变化对整个环路稳定性的影响,并在此基础上,提出了基于稳定性优化的环路参
数设计方法。
在噪声估计方法,建立了对电荷泵等效噪声估算的采样噪声模型,并且进一步
的采用了基于环路的噪声参数模型和基于性能指标的噪声参数模型来估算整个环路
的相位噪声。
在电路设计方面,详细的论述了各个模块的实现方法。研究了差分电荷泵存在
的问题并提出了相应的改进技术,同时依据稳定性分析提出了结构简单的稳定性补
偿电荷泵;另外本文还提出了采用开关阶跃变容器的全差分压控振荡器电路;并研
究总结了低噪声分频器的原理和电路结构。
最后,通过仿真和芯片测试,验证了本文提出的基于稳定性优化的参数设计方
法,以及电荷泵的采样等效噪声模型的准确性和环路噪声估计方法的可行性;也验
证了新电路结构如差分电荷泵及差分压控振荡器的可行性。
论文论述了从频率综合器的系统级参数设计到电路设计的完整流程,在此基础
上,文章最后提出了噪声优化的方法,为进一步的研究工作提供的很好的参考。
关键字:频率综合器,环路稳定性,参数设计,相位噪声,等效噪声模型,噪
声估计,差分电荷泵,差分压控振荡器,分频器,稳定性优化,稳定性补偿,噪声
优化
中图分类号:TN4
IV
复旦大学博士学位论文
Abstract
The purpose of the thesis is to research the fully integrated frequency synthesizer suitable for
terrestrial digital video broadcasting (DVB-T) receiver. First, the thesis introduces the specification of
synthesizers for DVB-T and summaries mon analysis methods and structure of synthesizers.
Then, the research focuses on the analysis methods for loop parameters design and noise estimation,
and the test chip of a narrow band synthesizer was manufactured with TSMC µm CMOS
technology to verify the analysis.
In the part of loop parameters design, the influence on loop stability of parameters variations
caused by process, voltage and temperature (PVT) etc is quantitively analyzed. Based on the analysis,
the method of parameters design with stability optimization is proposed.
In the part of noise estimation, the new sampling equivalent noise model fo