UHF RFID中低噪声正交压控振荡器设计

采用标准0.18μm RF CMOS工艺,设计了一种低相位噪声正交压控振荡器(QVCO)电路。该QVCO电路采用了两种新技术:分裂转换偏置与电容耦合技术。该电路不仅获得较好的相位噪声,还具有良好的相位误差。仿真结果表明,1.8V电压下,电路功耗为10.28mW。实现了848.1MHz~1.048GHz的调谐范围,输出频率为920MHz时,在频偏1MHz处,相位噪声为-127.5dBc/Hz,相位误差最小可达到0.01°。     

超低电压正交压控振荡器设计

提出一种新的低压正交压控振荡器(QVCO)结构,该结构由两个完全相同的低压压控振荡器经过背栅耦合方式实现.背栅耦合方式使压控振荡器实现正交的输出时钟并且降低了功耗和输出相位噪声.该设计中的QVCO电路采用中芯国际0.13μm 1P8M标准CMOS工艺,可以工作在0.35V的电源电压下,总的功耗为1.75mW,输出时钟频率为5.34GHz,偏离主频1MHz处的相位噪声为-110.5dBc/Hz,对应该相位噪声的FOM(FigureOf-Merit)为-182.62dBc/Hz,频率调谐范围为4.92~5.34GHz.该QVCO可以在更低的电源电压下实现低的相位噪声,且拥有较高的FOM值.     

基于HBT工艺的高功率低相位噪声QVCO

基于Sanan 2 μm GaAs HBT工艺,提出了一种差分Colpitts结构的高功率低相位噪声正交压控振荡器(QVCO)。该QVCO采用四只环形连接的二极管,通过二次谐波反相作用,迫使压控振荡器基波正交。该QVCO比传统串并联晶体管耦合电路具有更高的输出功率和更低的相位噪声。仿真结果表明,该QVCO的调谐范围为12.98~14.05 GHz。振荡频率为13.51 GHz时,输出信号功率为12.557 dBm。相位噪声为-117.795 dBc/Hz @1 MHz。     

2.4 GHz低相位误差低相位噪声CMOS QVCO设计

提出了一种新型的适用于锁相环频率合成器的正交压控振荡器(QVCO)结构,分析了QVCO的工作原理及其相位噪声性能.ADS仿真结果表明,电路工作在2.4 GHz、偏离中心频率600 kHz的情况下相位噪声为-115.4 dBc/Hz,在1.8 V电源下功耗仅为2.9 mW,输出信号的相位误差小于0.19°.结果还表明相对于目前流行的QVCO结构,提出的结构实现了低相位误差、低功耗、高FoM值.     

基于超谐波注入锁定的低相噪QVCO的设计

对基于注入锁定的正交压控振荡器(QVCO)电路进行了研究和分析,设计了一个低相位噪声、低相位误差的QVCO电路,该电路由两个电感电容压控振荡器(LC VCO)在正交相位进行超谐波耦合,通过一个频率倍增器在交叉耦合对的共模信号点注入同步信号.通过对相位误差公式的推导,提出了降低相位误差的方法,由于该电路在共模点采用二倍频取样,抑制了尾电流的闪烁噪声,降低了相位噪声.电路基于TSMC 0.18 μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现,测试结果表明,当谐振频率从4.5 GHz调谐到4.9 GHz时,在电源电压为1.8V时,电路消耗功率为13 mW,1 MHz频偏处的单边带(SSB)相位噪声为-129.95 dBc/Hz,与传统的QVCO相比,噪声性能得到了改善.     

一种4.224GHz正交压控振荡器的设计

设计了一种应用于MB-OFDM UWB射频频率综合器的工作于4.224GHz的正交压控振荡器(QVCO),并采用0.18μm RF-CMOS工艺进行了设计实现.该Qvco通过改进结构能够得到更好的相位噪声.通过改变MOS变容管的接入方法实现了更好的压控增益线性度,并采用了新的低寄生电容、低导通电阻的数控电容阵列结构来补偿工艺变化带来的频率变化.测试结果表明,该QV-CO在4.224GHz附近的100kHz频偏处的相位噪声为-90.4dBc/Hz,1MHz频偏处的相位噪声为-116.7dBc/Hz,整个QVCO电路功耗为10.55mW,电源电压为1.8V.     

一种4.224GHz正交压控振荡器的设计

设计了一种应用于MB-OFDM UWB射频频率综合器的工作于4.224GHz的正交压控振荡器(QVCO),并采用0.18μm RF-CMOS工艺进行了设计实现.该Qvco通过改进结构能够得到更好的相位噪声.通过改变MOS变容管的接入方法实现了更好的压控增益线性度,并采用了新的低寄生电容、低导通电阻的数控电容阵列结构来补偿工艺变化带来的频率变化.测试结果表明,该QV-CO在4.224GHz附近的100kHz频偏处的相位噪声为-90.4dBc/Hz,1MHz频偏处的相位噪声为-116.7dBc/Hz,整个QVCO电路功耗为10.55mW,电源电压为1.8V.     

适用于高速Δ-Σ模数转换器的功耗可配置锁相环频率综合器

本文提出了一个适用于Δ-Σ模数转换器的基于锁相环结构的频率综合器，该频率综合器使用65纳米CMOS工艺实现，频率范围为35-130和300-360兆赫兹。文中提出的频率综合器能够工作在低相位噪声模式和低功耗模式，从而满足系统要求。为了实现这两个模式的切换，片上集成了一个连接4分频器的高频LC压控振荡器和一个连接2分频器的环形压控振荡器。测试结果表明，在1.2伏电源电压下，该频率综合器在低相位噪声模式下消耗1.74毫瓦功耗，1兆频偏处的相位噪声为-132dBc/Hz，标准差周期抖动为1.12皮秒;在低功耗模式下消耗0.92毫瓦功耗，1兆频偏处的相位噪声为-112dBc/Hz，标准差周期抖动为7.23皮秒。     

具有电容阵列和电感阵列的1.8~2.6GHz CMOS压控振荡器

设计了一个具有开关电容阵列和开关电感阵列的1.76~2.56GHz CMOS压控振荡器。电路采用0.18µm 1P6M CMOS工艺实现。经测试,压控振荡器的频率调谐范围为37%。在频率调谐范围内及1MHz频偏处,相位噪声变化范围为-118.5dBc/Hz至 -122.8dBc/Hz。在1.8V电源电压下,功耗约为14.4mW。基于具有电容阵列和电感阵列的可重构LC谐振回路,对压控振荡器的调谐范围参数进行了分析和推导,所得结果为电路设计提供了指导。     

低相位噪声压控振荡器的设计及仿真

随着通信技术对射频收发机性能要求的提高,高性能压控振荡器已成为模拟集成电路设计、生产和实现的关键环节.针对压控振荡器设计过程中存在相位噪声这一核心问题,采用STMC 0.18μm CMOS工艺,提出了一种1.115GHz的电感电容压控振荡器电路,利用Cadence中的SpectreRF对电路进行仿真.仿真结果表明:在4~6V的电压调节范围内,压控振荡器的输出频率范围为1.114 69~1.115 38GHz,振荡频率为1.115GHz时,在偏离中心频率10kHz处、100kHz处以及1MHz处的相位噪声分别为-90.9dBc/Hz,-118.6dBc/Hz,-141.3dBc/Hz,以较窄的频率调节范围换取较好的相位噪声抑制,从而提高了压控振荡器的噪声性能.     

一种低功耗宽带低噪声放大器

设计了一种应用于无线传感网的低功耗宽带低噪声放大器。通过使用电容交叉耦合的共栅放大器结构来提高增益,同时实现宽带输入阻抗匹配。运用PMOS和NMOS层叠结构实现电流复用,降低了功耗。该低噪声放大器采用0.18 μm SMIC CMOS工艺设计。后仿真结果表明,该放大器在1.8 V电源供电下的功耗仅为0.712 mW,在3 dB带宽0.043~1.493 GHz范围内的峰值增益为20.44 dB,最小噪声系数为4.024 dB,输入3阶交调点为-3.73 dBm。     

一种低功耗双频段低噪声放大器

基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,设计并实现了一种双频段低噪声放大器(DB-LNA)。在输入级中,采用了2个LC并联谐振网络串联结构,结合PMOS管的源极负反馈电感,实现了DB-LNA在双频段的输入阻抗匹配。在放大级中,采用CMOS互补共源放大结构和电流复用技术,在提高系统增益的同时,实现了DB-LNA的低功耗。在输出级中,采用NMOS晶体管作电流源的源跟随器,对信号电压进行缓冲,实现了输出阻抗匹配。利用ADS进行仿真验证,结果表明,该低噪声放大器在1.9 GHz和2.4 GHz 2个工作频段下,其增益(S₂₁)分别为26.69 dB和20.12 dB;输入回波损耗(S₁₁)分别为-15.45 dB和-15.38 dB;输出回波损耗(S₂₂)分别为-16.73 dB和-20.63 dB;噪声系数(NF)分别为2.02 dB和1.77 dB;在3.5 V的工作电压下,静态功耗仅有9.24 mW。     

一种低抖动低杂散的亚采样锁相环

设计了一个5.156 25 GHz低抖动、低杂散的亚采样锁相环,使用正交压控振荡器产生4路等相位间隔时钟。分析了电荷泵的杂散理论,使用差分缓冲器和互补开关对实现了低杂散。使用Dummy采样器和隔断缓冲器,进一步减小了压控振荡器对杂散的恶化。该亚采样锁相环在40 nm CMOS工艺下实现,在1.1 V的供电电压下,功耗为7.55 mW;在156.25 MHz频偏处,杂散为-81.66 dBc;亚采样锁相环输出时钟的相位噪声在10 kHz~100 MHz区间内积分,得到均方根抖动为0.26 ps。     

一种低压低功耗有源电感

提出了一种低压低功耗有源电感(LVLPAI)。它由新型正跨导器、负跨导器以及电平转换模块构成。其中,电平转换模块与新型正跨导器的输入端和负跨导器的输出端连接,同时,新型正跨导器采用了PMOS晶体管,并将栅极和衬底短接,最终使得有源电感可在低压下工作,且在不同频率下具有低的功耗。基于0.18 μm RF CMOS工艺进行性能验证,并与传统AI进行对比。结果表明,LVLPAI和传统AI比较,在1.5 GHz、2.7 GHz、4.4 GHz这三个频率处分别取得三个电感值3 326 nH、1 403 nH、782 nH的条件下,前者和后者的工作电压分别为0.8 V、1 V、1.2 V和1.5 V、1.6 V和1.7 V,分别下降了46.7%、37.5%、29.4%;功耗分别为0.08 mW、0.25 mW、0.53 mW和0.14 mW、0.31 mW、0.62 mW,分别下降了42.9%、19.4%、14.5%。     

低压、低功耗SOI电路的进展

最近 IBM公司在利用 SOI(Silicon- on- insulator)技术制作计算机中央处理器 (CPU)方面取得了突破性的进展 ,该消息轰动了全世界。SOI电路最突出的优点是能够实现低驱动电压、低功耗。文中介绍了市场对低压、低功耗电路的需求 ,分析了 SOI低压、低功耗电路的工作原理 ,综述了当前国际上 SOI低压、低功耗电路的发展现状。     

Low Voltage Low Power Single Ended Operational Transconductance Amplifier for Low Frequency Applications

Wireless Personal Communications - This paper presents the designing of a low voltage low power single ended operational transconductance amplifier (OTA) for low frequency application. The designed...     

改进结构的低压低功耗CMOS带隙基准源

提出了一种低电压、低功耗、中等精度的带隙基准源,针对电阻分流结构带隙基准源在低电源电压下应用的不足作出了一定的改进,整体电路结构简单且便于调整,同时尽可能地减少了功耗.该电路采用UMC 0.18 μm Mixed Mode 1.8 V CMOS工艺实现.测试结果表明,电路在1 V电源电压下,在-20～30℃的温度范围内,基准电压的温度系数为20×10-6/℃,低频时的电源电压抑制比为-54 dB,1 V电源电压下电路总功耗仅为3μW.     

70MHz低噪声低失真调相器

本文介绍了一种低噪声低失真相位调制器的设计方法，对电路进行了具体的分析和设计，给出了主要技术指标的实验结果。     

低延迟低电压电流比较器

设计了一种基于改进共源共栅电流镜的CMOS电流比较器,该比较器在1 V电压且电压误差±10%的状态下都正常工作,同时改进后的结构能够在低电压下取得较低的比较延迟。电路的输入级将输入的电流信号转化为电压信号,电平移位级的引入使该结构能够正常工作在不同的工艺角和温度下,然后通过放大器和反相器得到轨对轨输出电压。基于SMIC 0.18μm CMOS工艺进行了版图设计,并使用SPECTRE软件在不同工艺角、温度和电源电压下对电路进行了仿真。结果表明,该电路在TT工艺角下的比较精度为100 nA,平均功耗为85.53μW,延迟为2.55 ns,适合应用于高精度、低功耗电流型集成电路中。     

一种增益可调节的MB-LPC-LNA

采用低噪声有源电感,设计了一种增益可调节的MB-LPC-LNA。在输入级,采用带有噪声抵消支路的有源电感,实现了不同频率下输入阻抗匹配与输入噪声的匹配;放大级采用共射共基-共射电流复用结构,实现了低功耗;在输出端使用了一个电阻负载,实现了输出阻抗匹配。基于Jazz 0.35 μm SiGe BiCMOS工艺库,采用射频集成电路设计工具ADS,对该MB-LPC-LNA的性能进行验证。结果表明,在3.6 GHz和5.6 GHz两个频带下,该LNA的输入输出匹配良好,输入回波损耗分别为-21.9 dB和-21.7 dB,输出回波损耗分别为-23.5 dB和-16.0 dB;反向隔离度良好,均小于-80 dB;噪声性能良好,噪声系数分别为4.33 dB和4.51 dB;电压放大性能良好,增益分别为23.7 dB和23.9 dB;功耗较低,分别为14.9 mW和15.4 mW;线性度良好,IIP3和OIP3分别为-9 dBm和13 dBm。