【摘 要】
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汽车连续波雷达是实现汽车主动安全功能的核心部件。锁相环(Phase Locked Loop， PLL)频率综合器是连续波雷达的重要组成部分，它为连续波雷达中的射频收发机提供低相位噪声、高稳定度的本地振荡信号。分频器电路是 PLL 频率综合器最重要的子模块之一，它工作于 PLL 频率综合器的最高工作频率，设计难度大，因此设计低功耗、高速、高稳定性的分频器具有重大意义。在分频器电路中，由于可编程分频器
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汽车连续波雷达是实现汽车主动安全功能的核心部件。锁相环(Phase Locked Loop， PLL)频率综合器是连续波雷达的重要组成部分，它为连续波雷达中的射频收发机提供低相位噪声、高稳定度的本地振荡信号。分频器电路是 PLL 频率综合器最重要的子模块之一，它工作于 PLL 频率综合器的最高工作频率，设计难度大，因此设计低功耗、高速、高稳定性的分频器具有重大意义。在分频器电路中，由于可编程分频器的工作频率受限，系统设计时通常使用固定分频比的分频器将压控振荡器的输出信号进行预处理，之后将频率较低的输出信号交给可编程分频器使用。
本文基于0.13μm SiGe BiCMOS工艺设计了一个应用于连续波雷达频率源的10GHz四分频器。四分频器由两级二分频器级联构成，并在两级二分频器之间设计了级间缓冲器进行电平匹配，在四分频器的输出端设计了输出缓冲器驱动测试仪器。两级二分频器均由工作频率范围宽、灵敏度高的触发器组成，触发器采用电流模逻辑（Current Mode Logic，CML）结构，通过优化自谐振频率等方式确定器件的参数。级间缓冲器采用射极跟随器结构，将前级二分频器输出信号的电平经过转换来驱动后级二分频器。输出缓冲器采用差分放大器结构，在驱动测试仪器的同时有效降低了相位噪声。论文给出了四分频器的电路设计、前仿真、版图设计、电磁场混合后仿真、测试方案和测试结果。测试结果表明：将电源电压设置为3.3V，在室温27℃，输入时钟信号功率0dBm条件下，四分频器工作频率范围为 2-28GHz ，相位噪声性能为-111.57dBc/Hz@1kHz 和-140.22/Hz@1MHz，工作电流为29.5mA，芯片面积为740×411μm2。
本文设计的 10GHz四分频器功能正确，测试结果满足指标要求，可应用于连续波雷达频率源芯片中。
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