一款0.2–12 GHz频段的快速稳定宽带频率合成器，配备级联切换频率扩展器和连续补偿PFDCP技术

《IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers》：A 0.2–12-GHz Fast-Settling Wideband Frequency Synthesizer With Stage-Switching Frequency Extender and Continuous Compensation PFDCP

　　

摘要：

本文介绍了一种适用于多频段通信应用的快速锁定宽带频率合成器（FS）。通过将宽带低噪声压控振荡器（VCO）与提出的级联切换频率扩展器（SS-FEX）集成，该频率合成器实现了从0.2 GHz到12 GHz的连续频率覆盖，并具有较高的面积效率。SS-FEX配备了级间开关和唤醒晶体管，支持(2或3)N（其中N = 1-4）的分频比范围，且功耗低，同时不会降低锁相环（PLL）的相位噪声性能。SS-FEX中采用的优化E-TSPC分频器能够在宽频率范围内实现可靠的2/3分频操作。为了加速锁定过程，提出了一种连续补偿相位频率检测器与电荷泵（CC-PFDCP）组合方案，该方案充分利用了PFD复位后的空闲时间。该频率合成器采用65nm CMOS工艺制造，占用面积为0.12 mm2，实现了139.6 fs的均方根抖动（rms jitter）。测量得到的锁定时间为13?μ秒。该频率合成器的总功耗为19.3 mW，其性能指标（FOM）为244.2 dB，总功耗FOM（FOMJ,T）为269.9 dB，以及宽频段面积FOMJ,T（FOM J）为279.1 dB。