[發(fā)明專利]一種調(diào)頻連續(xù)波數(shù)字頻率綜合器的時域模型和s域模型

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510049431.1
• 申請日: 2015-01-31
• 公開（公告）號: CN104660254A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李巍;胡詣?wù)?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 復(fù)旦大學(xué)
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于集成電路建模技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種調(diào)頻連續(xù)波數(shù)字頻率綜合器的時域模型和s域模型，利用該模型可以準(zhǔn)確預(yù)測該頻綜產(chǎn)生的調(diào)頻頻連續(xù)波的頻率誤差性能和該頻綜產(chǎn)生的點頻的相位噪聲性能。

背景技術(shù)

調(diào)頻連續(xù)波數(shù)字頻率綜合器是目前一種最為先進(jìn)的用于產(chǎn)生調(diào)頻連續(xù)波的頻綜架構(gòu)【1】。它僅需要一個26MHz晶振，便能分別產(chǎn)生目前最高調(diào)制帶寬為（B_m:?1.5GHz）和最長調(diào)制時間（T_m:?10ms）兩種調(diào)頻連續(xù)波。但在[1]中，作者并未給出調(diào)頻連續(xù)波數(shù)字頻率綜合器時域模型和s域模型。

頻率誤差是衡量調(diào)頻連續(xù)波性能的一個非常重要的指標(biāo)，它的好壞關(guān)系著應(yīng)用調(diào)頻連續(xù)波進(jìn)行測距、測速的精度高低。因此，在設(shè)計該頻綜之初，如何根據(jù)各個模塊性能估計出頻率誤差性能，對于各個模塊系統(tǒng)指標(biāo)的確定至關(guān)重要。而相位噪聲是衡量頻綜產(chǎn)生的點頻的重要指標(biāo)，根據(jù)各個模塊系統(tǒng)指標(biāo)預(yù)測相噪在設(shè)計之初也很重要。

【1】H.?Sakurai,?Y.?Kobayashi,?T.?Mitomo,?O.?Watanabe,?and?S.?Otaka,?“A?1.5?GHz?modulation-range?10?ms?modulation?period?180?kHz-rms-frequency?error?26?MHz?reference?Mixed-Mode?FMCW?Synthesizer?for?mm-wave?Radar?Application,”?in?IEEE?Int.?Solid-State?Circuits?Conf.?Dig.?Tech.?Papers,?Feb.?2011,?pp.?292–293.。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于構(gòu)建一種能夠準(zhǔn)確預(yù)測調(diào)頻連續(xù)波的頻率誤差和點頻的相位噪聲的調(diào)頻連續(xù)波數(shù)字頻率綜合器的模型，包括時域模型和s域模型。

本發(fā)明所述的調(diào)頻連續(xù)波數(shù)字頻率綜合器，其架構(gòu)如圖1所示。它主要包括頻率數(shù)字轉(zhuǎn)換器、數(shù)字濾波器、增益歸一化模塊、模擬積分器、壓控振蕩器以及分頻器組成。其中，頻率數(shù)字轉(zhuǎn)換器由高速計數(shù)器、時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及差分器構(gòu)成，用于檢測輸出頻率；模擬積分器由溫度計譯碼器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、片外電容、防混疊濾波器構(gòu)成；

輸入的頻率控制字FCW_in與頻率數(shù)字轉(zhuǎn)換器檢測到的反饋頻率控制字FCW_fb的誤差FCW_err，經(jīng)過數(shù)字濾波器和增益歸一化處理后，得到數(shù)字控制信號。該數(shù)字控制信號，再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和片外電容，產(chǎn)生控制壓控振蕩器的控制信號V_ctrl。壓控振蕩器在V_ctrl的控制下，產(chǎn)生頻率。當(dāng)FCW_in為調(diào)頻連續(xù)三角波時，則輸出的頻率也為三角調(diào)制的調(diào)頻連續(xù)波。當(dāng)FCW_in為定值時，則壓控振蕩器輸出點頻。

本發(fā)明構(gòu)建的針對圖1提出的調(diào)頻連續(xù)波數(shù)字頻率綜合器的時域模型和s域模型分別為圖2、圖3所示，其中：

時域模型包括：數(shù)字濾波器α，增益歸一化模塊，數(shù)模轉(zhuǎn)換器?I，片外電容積分器模型，防混疊濾波器，壓控振蕩器，分頻器，以及頻率數(shù)字轉(zhuǎn)換器等；

其中，采用積分器、理想采樣器、零階保持器、量化器以及差分器對頻率數(shù)字轉(zhuǎn)換器進(jìn)行建模；其流程是：積分器將分頻器分頻后的頻率信號轉(zhuǎn)為模擬相位信號（AP），通過理想采樣器和零階保持器將模擬相位信號轉(zhuǎn)換為離散時間相位信號；再通過量化器，使離散時間相位信號的幅度也離散，稱為數(shù)字相位信號（DP）；最后，通過差分器，將數(shù)字相位信號轉(zhuǎn)換成反饋的頻率數(shù)字信號FCW_fb，完成輸出頻率檢測。