所属方向:L3 射频收发机。本振(LO)是收发机的“节拍器”。它的频率准确度和频谱纯度,决定了信号能否被准确搬移,以及高阶 QAM 能否解得出来。

PLL 锁相环

  • 原理:压控振荡器(VCO)的输出经分频后与参考晶振比较相位,鉴相误差经环路滤波去调节 VCO,使输出频率稳定在参考频率的 N 倍。环路带宽内的噪声跟随参考源,带外跟随 VCO。

小数分频 PLL Fractional‑N

  • 原理:分频比 N 可以是小数(由 Σ‑Δ 调制器在相邻整数之间抖动实现),能用固定的参考晶振(如 40 MHz)合成任意信道频率。代价是引入量化噪声和小数杂散,需要噪声整形与抵消。
  • 全数字 PLL(ADPLL):用时间数字转换器(TDC)和数控振荡器(DCO)取代模拟鉴相器和 VCO,易于随先进 CMOS 工艺缩放,是新一代 Wi‑Fi / 蓝牙芯片的常见选择。

VCO 压控振荡器

  • 原理:LC 谐振腔加负阻管构成振荡器,通过变容管改变频率。LC 腔的 Q 值决定相位噪声。要覆盖 2.4–7.125 GHz,通常需要多个 VCO,或 VCO 加多级分频。

相位噪声与积分抖动 Phase Noise / Jitter

  • 原理:振荡器输出频谱在中心频率两侧的噪声“裙边”,用 dBc/Hz @ 频偏表示;在信号带宽相关的频偏范围内积分,得到积分相位误差(度 rms)或时间抖动。4096‑QAM 需要亚度级(< 0.5° rms 量级)的积分相位误差,是 Wi‑Fi 7 对本振提出的最严格要求之一。

参考晶振 Crystal / XO

  • 原理:频率基准。Wi‑Fi 要求 ±20 ppm;随温度漂移还要靠温补或数字频偏跟踪。多协议芯片(Wi‑Fi、蓝牙、UWB)通常共享一颗晶振。

LO 牵引 LO Pulling

  • 原理:PA 输出的大信号(或其谐波)耦合回 VCO,使振荡频率被“拉偏”,造成 EVM 恶化。常见对策:VCO 工作在 2 倍或 4 倍载频后再分频,使 VCO 频率与 PA 输出错开。多射频并发时,还要考虑不同射频之间的相互牵引。