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无线通信技术的快速发展，给人们的日常生活带来了巨大的便利，并促使更多的无线通信标准被相继发布出来。为了给消费者提供更大的便利，多模无线通信系统的研究与实现成为无线数据通信技术发展中的一个新的亮点。作为多模无线射频发接机中的重要组成部分，频率综合器可以为不同标准的无线发接机提供稳定的、可编程的低噪声本地振荡信号(LO信号)，其性能决定或影响着整个无线收发系统的工作质量。本文以蓝牙(Bluetooth)以及无线局域网(WLAN)IEEE802.11b/g三种无线通信标准为目标，系统研究了多模频率综合器的设计与实现。
本文详细论述了锁相环频率综合器的工作原理，线性相位模型和动态过程，以及各模块的噪声特性和环路的相位噪声。对各种小数杂散的消除方法进行了分析，提出了一种符合多模应用需求的Σ△小数频率综合器的结构。通过推导和分析，设计了包括一个单回路Σ△和差调制器在内的各个锁相回路模块电路，并对其中的多种非理性效应提出了解决方案。本文的设计是在IBM0.35μmSiGe BiCMOS工艺下实现的，通过了模拟仿真和流片测试。测试结果表明，设计的Σ△小数频率综合器VCO调谐范围为4.7GHz～5.1GHz，建立时间＜60μs，锁定时间＜50μs，杂散抑制为-65dB@1MHz，相位噪声带内约为-80dBc/Hz，带外＜-110dBc/Hz@1MHz，小数分频精度为1ppm，功耗为2.8V×20mA，基本满足设计指标要求。