论文总字数：26701字

摘 要

本文设计的是基于硅基工艺的高速二分频器，它位于频率综合器模块中，频率综合器是收发机系统中的重要组成单元。无论是在军事方面的雷达探测等领域，还是日常生活中使用的移动电话中，频率综合器都在其中有所应用，以往频率综合器只需工作在MHz频段以下，随着时代的发展，工作频率已经达到了GHz频段及以上。分频器是频率综合器中工作频率最高的部分，所以对于分频器的研究是很重要的。

针对这一实际现象，我进行了大量论文的检索与查阅，对比了很多分频器的结构，分析了他们的工作机理及结构。最终选用了电流模逻辑触发器构成的电流模逻辑二分频器作为本毕业设计的工作方向。

经过电路原理图的设计、线路图的前端仿真、版图绘制及后端仿真这一系列过程之后，实现了工作电压为0.9V的电流模逻辑二分频器，它可以将25GHz到47GHz频率的信号进行二分频，完成并且超额完成任务书制定的性能指标。

关键词：频率综合器，电流模逻辑，二分频器，电流模逻辑锁存器

ABSTRACT

This paper designs a high-speed two-divider based on silicon-based process, which is located in the frequency synthesizer module. The frequency synthesizer is an important component of the transceiver system. No matter what in military radar detection or other fields, or in mobile phones used in daily life, frequency synthesizers are used in them. In the past, frequency synthesizers only needed to work below the MHz band, and work with the development of the times. The frequency has reached the GHz band and above. The frequency divider is the part of the frequency synthesizer that has the highest operating frequency, so research on the frequency divider is important and necessary.

In response to this actual phenomenon, I conducted a large number of papers to search and review, compared the structure of many frequency dividers, and analyzed their working mechanism and structure. Finally, the current mode logic two-way divider composed of current mode logic trigger is selected as the working direction of this graduation design.

After the series of processes of circuit schematic design, front-end simulation of the circuit diagram, layout drawing and back-end simulation, a current mode logic two-way divider with a working voltage of 0.9V is realized, which can transmit signals from 25 GHz to 47 GHz. Perform a two-way, complete and over-fulfill the performance indicators set by the mission book.

Keywords: Frequency Synthesizer，Current Mode Logic，Divider，Current Mode Logic Lat

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

目 录 III

第1章 绪论 1

1.1 课题研究背景及意义 1

1.2 分频器研究进展 3

1.3 设计指标 4

1.4 论文内容与章节安排 4

第2章 分频器工作机理及结构分析 6

2.1 分频器综述 6

2.2 分频器工作机理及结构分析 6

2.2.1 可再生分频器 7

2.2.2 注入锁定分频器 8

2.2.3 静态分频器 11

2.3 静态分频器电路结构分析 12

2.3.1 静态分频器传统结构 12

2.3.2 电流模逻辑结构 14

2.4 本章小结 15

第3章 电流模逻辑锁存器 16

3.1 电流模逻辑锁存器电路结构 16

3.2 电流模逻辑锁存器工作机理 16

3.3 二分频器性能指标 19

3.3.1 频率范围 19

3.3.2 频率分辨率 19

3.3.3 相位噪声 20

3.4 本章小结 20

第4章 电流模逻辑二分频器 21

4.1 电流模逻辑二分频器电路图 21

4.2 电路原理图前端仿真 21

4.2.1 前端仿真参数设置 22

4.2.2 前端仿真结果 23

4.3 电路原理图后端仿真 24

4.3.1 版图设计基本流程 25

4.3.2 版图设计基本原则 26

4.3.3版图 27

4.3.3后端仿真参数设置 27

4.3.4 后端仿真结果 28

4.4 本章小结 30

第5章 总结与展望 31

5.1 工作总结 31

5.2 本文后续工作 31

参考文献 32

致 谢 34

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

现代社会在稳步发展，互联网时代在快速进步，科学技术的创新也日新月异，其中移动通信领域发展更是迅速。通信领域从最初的击鼓传话、烽火狼烟和快马加鞭等原始耗时的远古通信方式，逐渐变为了现在的语言通信和视频通信等方便快捷、随时随地的现代通信方式。其中变化最明显的是在相同时间内，我们可以传输越来越多的信息量，使人类的生活更加便捷。在如今，智能手机是每个人的必需品，它基本上包含了笔记本电脑的所有功能，并且更加易于携带。智能手机的另一个说法叫做移动终端产品，这一类移动终端产品中最为重要的便是信息的接受与发送，这一类功能都被集成在移动终端产品中的射频收发机芯片当中。

移动终端产品可接受发送的信息量逐渐增多，是通信技术不断改革和升级的结果。在最初的1G网络时代，由于传输数据率的限制，只能进行简单的语音传输，并且在传输过程中没有进行加密处理，信息很容易被窃听。在接下来的2G时代，数据率有所增加，可以进行数据的传输。当人们体会到了1G、2G通信的便捷之后，就想追求更高的数据率，有了想法，便有了时代的发展，通信领域迎来了它的3G时代。在国内，3G时代的移动通信有三大巨头：移动、联通和电信，就是现在的三大运营商，他们在那个时代有着各自的优缺点。当然，三者有着共同点，数据率仍受到局限，用户的需求在一步步加大，使得通信领域需要开发出带宽更加宽泛的通信系统。3G时代中，由于上述问题，3GPP着力于研究3G长期演进（LTE，Long Term Evolution），并且希望通过LTE-Advanced将LTE引入4G时代。在全人类共同的努力创新之下，与2012年1月18日，国际电信联盟正式发布了4G国际标准，其中接受了我国设计、指定以及提供的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advanced标准。在指定标准之后，于2013年,中华人民共和国工业和信息化部给国内三大领头企业中国移动、中国联通和中国电信颁发了4G运营许可牌照。中国迎来了属于自己的4G时代，接下来便是三大巨头企业进行铺天盖地的4G网络建设，然后再进行移动终端产品，也就是目前使用的4G手机的推广。

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