文献综述（或调研报告）：
小数分频器是频率合成器中工作于最高频率的模块，因此也是功耗的主要来源，其相位噪声影响着整个频率合成器的相位噪声性能，其分频范围决定着频率合成器所能实现的调谐范围。对于由Delta;Sigma;调制器和多模可编程分频器组成的小数分频器来讲，最需要关注的设计指标有分频器的工作频率范围、分频比范围、频率精度以及功耗等。利用Sigma;-Delta;调制器对整数分频器的分频比进行调制，使得分频器的分频比在较长时间内的平均值为输入的小数，从而实现小数分频的功能。
在实际应用中采用高阶的Delta;Sigma;调制器结构，主要有环结构、混合结构及多级噪声整形（MASH）结构，且都得到了改进。由于Delta;Sigma;调制器的引入会导致高频处量化噪声的提高，可通过减小环路带宽的方法来抑制，但环路带宽的减小却会増加环路的锁定时间，而通过减小量化步长是一种从源头上降低量化噪声的有效方法。通过随机化技术或确定性技术破坏Delta;Sigma;调制器输出序列固有的周期性，可解决小数杂散这一问题。Delta;Sigma;调制器采用过采样技术降低了频带内噪声，又通过噪声整形将产生的量化噪声从低频推到高频，之后通过环路滤波器滤除，实现降低噪声的目的。
实现Delta;Sigma;调制器电路之前，需对调制器进行系统级的分析设计，从而选择合适的Delta;Sigma;调制器结构以满足小数型频率合成器的系统要求。为达到良好的噪声整形效果和随机化，通常需要２阶以上的调制器。系统稳定性因素使得一般４阶或更高阶很少应用于频率合成器当中。因此可选择3阶Delta;Sigma;调制器。大致有三种结构：单环结构、多级级联结构和混合结构。
图1 Delta;Sigma;调制器设计流程图
如图1所示，首先依据系统要求，确定Delta;Sigma;调制器的位数，然后通过系统建模确定Delta;Sigma;调制器的具体结构。完成了系统的仿真验证后，就可通过Verilog HDL语言对各个电路模块进行描述，并结合Modelsim/Matlab工具完成仿真验证。因为Delta;Sigma;调制器作为控制多模分频器的数字电路，所以还需采用Cadence中的Spectre-Verilog工具进行数模混合仿真验证，通过之后可采用Synopsys公司的Design Complier工具进行综合，采用IC Complier工具进行布局布线，最后导出GDS版图。
目前几乎都采用锁相环型频率合成器作为频率源，它具有性能优异、易集成、频率范围宽、高速、低功耗的优点。基于锁相环的频率合成器被广泛应用于通信系统中。一般而言，锁相环是一个驱使压控振荡器（VCO）分频后的输出相位与锁相环输入参考信号的相位差为零或接近为零的负反馈系统。鉴相器的功能是对一对输入信号的相位进行对比，其输出电压或电流大小正比于两个比较信号的相位差。电荷泵通常与鉴频鉴相器一起工作，电荷泵的主要作用是将输入时钟的相位误差转化为电流，通过环路滤波器之后变成驱动VCO的控制电压。由于压控振荡器的频率一般由其控制电压决定的而不是电流，所以会利用环路滤波器把电荷泵输出的电流再次转化成控制电压。且它可以过滤掉电荷泵的中高频分量，使驱动压控振荡器的电压为直流。锁相环的前向控制对象是压控振荡器，它是锁相环中必不可少的一个部分之一。分频器是锁相环反馈路径中用于将高频VCO时钟按一定比例降频到低频处的一个模块，分频器的输出一般作为鉴频鉴相器的输入信号与参考时钟进行相位比较。
锁相环的噪声源自于锁相环环路中所有子电路和元件的噪声。相位噪声是用来衡量输出时钟相对理想脉冲在频域的发散程度的一个指标，其定义为频率偏离载波处的功率与载波功率的比值，单位为dBc/Hz。时钟抖动(Jitter)是相位噪声时域的表现形式，通常会把时钟抖动归纳为三类：时间间隔误差 TIE、周期抖动和相邻周期间抖动。
全数字锁相环ADPLL作为数字射频中的关键模块，具有可靠性高、价格低廉、可集成度高、静态功耗低以及可移植性好等优点不但可以直接实现发射机中的数字调频，而且还为接收机中的高频抽取滤波提供了采样信号。ADPLL信号全部采用数字形式描述，因此可以利用数字信号处理技术来提高整个环路的各项性能。ADPLL的系统结构框图如图2所示。与传统的模拟锁相环不同，ADPLL中的振荡源是LC数控振荡器（DCO），替代了传统锁相环中的压控振荡器，成为了全数字锁相环中最为关键的模块，它控制DCO输出信号（CKV）频率变化的是有限字长的数字控制字（OTW）。鉴频鉴相的功能由DCO时钟相位累加器、参考时钟相位累加器、时间数字转换器（TDC）及加法器共同完成。生成的相位误差信号（PHE）是有限字长的数字信号。DCO增益（KDCO）归一化模块是用来消除工艺偏差及电路非理想因素的影响。与模拟的环路滤波器相比，数字环路滤波器（DLF）实际上是一种数字信号处理电路，它对数字的相位误差进行处理，改变其频谱使其符合预定的要求。数字电路很容易集成在片内，而不像模拟的滤波器经常在片外实现。此外，还可以利用数字系统的处理能来动态的改变滤波器的参数，实现一个自适应的滤波器系统，这一点模拟滤波器是无法做到的。
