8、频率合成器设计全解析

频率合成器设计全解析

1. 频率合成器概述

在通信系统中，高频参考信号用于将输入信号下变频到较低频率，以便处理并提取其所携带的信息。同样，该参考信号也能将所需信息上变频到射频频率，从而实现信号在介质中的传输。

通常，频率合成器（FS）的输出信号是正弦波信号，由于非线性因素还会叠加谐波信号。整个频率合成器系统的设计旨在确保在任何条件下输出频率的准确性，其精度要求极高，通常达到几十ppm的量级。例如，无线局域网802.11a标准中，最终频率精度要求为20 ppm，对于5.805 GHz的载波频率，这相当于116 kHz的误差范围。除了频率精度外，输出信号的频谱纯度和建立时间也是衡量频率合成器性能的重要指标。

2. 通信标准解读

频率合成器晶体管级设计的详细规格并未直接在标准中给出，而是隐含在通信系统的要求描述中。系统设计的特定特性会对频率合成器的规格产生约束。例如，即使射频频率在给定标准中已确定，但中间频率（IF）的选择会决定合成器所需的输出频率范围。

以下是一些短距离无线通信标准的相关信息：
| 标准 | 比特率 | 灵敏度 | 帧错误率 | 频段 (MHz) | 信道间隔 | 精度 | 建立时间 | 干扰 |
| — | — | — | — | — | — | — | — | — |
| Bluetooth | 1 Mbps | -70 dBm | 10⁻³ (BER) | 2400 - 2479 | 1 MHz | ±75 kHz | < 259 μs | +40 dB at 3 MHz |
| 802.11a | 54 Mbps | -82 dBm | 10⁻⁵ | 5180 - 580