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JSSC 2009第3期RF & Wireless65nmPLL

A 3 GHz Fractional All-Digital PLL With a 18 MHz Bandwidth Implementing Spur Red

提出两种技术降低全数字分数锁相环的带内杂散,实现3 GHz频率合成。
3 GHz, 18 MHz带宽, 45 dBc带内杂散, 101 dBc/Hz带内噪声, 10 mW功耗
全数字锁相环分数频率合成时间数字转换器带内杂散CMOS
创新点1:提出了一种基于时间数字转换器(TDC)分辨率优化的带内杂散抑制方法,通过提高TDC分辨率并优化量化噪声分布,显著降低了带内杂散水平,使最坏情况下的带内杂散降低了10 dB以上。
创新点2:设计了一种非线性校正技术,有效抑制了TDC非线性引起的杂散再生问题,通过动态补偿TDC的非线性误差,进一步提升了系统的频谱纯度。
创新点3:实现了可编程带宽设计,支持从300 kHz到1.8 MHz的带宽调节,适应不同应用场景的需求,同时优化了系统的动态性能和噪声特性。
创新点4:采用65 nm CMOS工艺,芯片核心面积仅为0.4 mm²,功耗低于10 mW,在1.2 V电源电压下实现了高性能和低功耗的平衡。
Abstract
Digital implementation of analog functions is be- coming attractive in CMOS ICs, given the low supply voltage of ultra-scaled processes. Particularly, all-digital PLLs are being considered for RF frequency synthesis. However, they suffer from intrinsic deficiencies making them inferior to traditional analog solutions. The investigation in this paper shows that in-band output spurs, the major shortcoming of wideband divider-less ADPLLs with respect to analog fractional PLLs, are intrinsic and due