運用具比較器的N模計數器之全數位頻率合成器

All-Digital Frequency Synthesizer using a Modulo-N Counter with a Comparator

曹展誌(Chan-Chih Tsao)

指導教授 ： 趙燿庚

元智大學/電機通訊學院/通訊工程學系/碩士(2008年)

摘要

基於改良過的Modulo- 電路和一組參考方波，設計出一個具有高效能的全新數位頻率合成器，其中該組參考方波有相同的頻率，卻各自有不同的相位。將該組參考方波通過一個多工器，並藉由一漸增器(Incrementer)運作，可由該組參考波組合得到最大的輸出頻率，其中使用一格雷編碼器(Gray encoder)，得以控制多工器的輸出，而達到消除脈衝干擾(Glitch)問題的目的，最後加上特殊設計的Modulo- 電路，將該多工器的輸出頻率重新組合成所欲的輸出頻率。藉由Cell-Based設計實現流程，使用TSMC 0.18um製程以圖形方式來驗證電路設計的Pre-Layout和Post-Layout模擬結果。

關鍵字

N模 ； 頻率合成器 ； 比較器 ； 飛快加法器

並列摘要

With an improved omodulo-N arithmetic and a set of reference square waveforms, a new architecture of high-performance digital frequency synthesizer is devised, where the reference square waveforms with the same frequency but different phases are passed through a multiplexer to obtain the maximal frequency with an incrementer. A Gray encoder is designed to eliminate the glitch problem. Finally, the special Modulo-N circuit synthesizes the desired output frequency by the output of the multiplexer. Pre- and post-layout simulation results based on the TSMC 0.18um cell-based implementation are illustrated to validate the design, which can be used for TSMC 0.18 um realization.

並列關鍵字

Modulo-N ； frequency synthesizer ； comparator ； flying-adder

參考文獻

[16] 楊穎元,“創新的全數位頻率合成器設計分析與實現”, Jane 2006.

[17] 蔡坤達,“全數位可適應性頻寬鎖相迴路設計分析與實現”, Jane 2006.

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[2] L. Xiu and Z. You, “An flying-adder architecture of frequency and phase synthesis with scalability,” IEEE Trans. VLSI Syst., vol. 10, pp. 637–649,Oct. 2002.

[3] V. F. Kroupa, Phase Lock Loops and Frequency Synthesis, Wiley, 2003.