宽带LC压控振荡器的相位噪声优化设计

采用0.35 μm BiCMOS工艺,设计了一款基于开关电容阵列结构的宽带LC压控振荡器.同时分析了电路中关键参数对相位噪声的影响.基于对VCO中LC谐振回路品质因数的分析,优化了谐振回路,提高了谐振回路的品质因数以降低VCO的相位噪声.采用噪声滤波技术,减小了电流源晶体管噪声对压控振荡器相位噪声的影响.测试结果表明,优化后的压控振荡器能够覆盖1.96～2.70 GHz的带宽,频偏为100 kHz和1 MHz的相位噪声分别为-105和-128 dBc/Hz,满足了集成锁相环对压控振荡器的指标要求.     

一种带有开关电流源的低相噪压控振荡器

提出一种带有开关电流源的电感电容压控振荡器（LC VCO）。该技术通过反馈电容将电感电容压控振荡器的输出耦合到电流源,形成了电流源的开关特性,从而减小了电感电容压控振荡器的相位噪声。提出的电感电容压控振荡器采用华虹 NEC的0.18μm SiGe BiCMOS工艺,工作频率为5.7 GHz,相位噪声为-113.0 dBc/Hz@1MHz,功耗为2.3 mA。在其他性能相同的情况下,提出的电感电容压控振荡器的振荡频率比典型的电感电容压控振荡器的相位噪声小4.5 dB。     

26GHz宽带低噪声CMOS LC-VCO设计

基于90 nm CMOS工艺,设计实现了一种谐振频率为26 GHz的低噪声宽调谐范围的LC压控振荡器.分析了相邻MOM电容间的寄生电容并计入整体电容阵列当中,提高了谐振网络的品质因数,同时缩减了面积.分析了压控振荡器的相位噪声,采用了大尺寸尾电流管并覆盖大面积偏置滤波网络结构对相位噪声进行优化.经过测试验证,压控振荡器的谐振频率范围为24.2～29.6 GHz.当谐振频率为26 GHz时,在1 MHz频偏处相位噪声为-97.4 dBc/Hz,电路功耗为9.6 mW,FoM_T值为-182.5.     

一种低噪声C类LC压控振荡器的设计

为了改善压控振荡器相位噪声,基于40 nm CMOS工艺,设计一种低噪声C类LC压控振荡器。交叉耦合NMOS对管通过电流镜偏置作为电路的电流源,并采用共模反馈偏置电路使交叉耦合PMOS对管工作在饱和区,保证LC压控振荡器实现C类振荡。通过差分可变电容的设计,压控振荡器的增益减小,压控振荡器的相位噪声得到改善。设计了4组开关电容进行调节,增大压控振荡器的调谐范围。仿真结果表明,处于1.2 V的电压下,压控振荡器振荡频率范围在4.14～5.7 GHz,频率调谐范围变化率达到31.2%,相位噪声为-112.8 dBc/Hz。     

Ka波段单片压控振荡器的设计

基于0.25μm GaAs pHEMT工艺设计了Ka波段单片压控振荡器,该压控振荡器采用源极正反馈结构,变容管采用源极和漏极接地的pHEMT管。通过优化输出匹配网络和谐振网络以改善输出功率和相位噪声性能,使用蒙特卡洛成品率分析对本设计的成品率进行分析和改进。版图仿真结果显示:芯片输出频率为24.6²6.3 GHz,输出功率为(10±1)dBm,谐波抑制大于19 dB,芯片尺寸为1.5 mm×1 mm。     

一种改进的CMOS差分LC压控振荡器

介绍了一种改进的LC振荡器设计方法.谐振回路采用非对称电容结构,与常见的振荡器结构相比,经改进后的电路结构可以获得更好的相位噪声.基于0.35μm CMOS工艺,设计了一种采用补偿Colpitts振荡器电路结构实现的差分LC压控振荡器,工作电压为2.5V.经仿真证明,在设计中通过调整非对称电容谐振回路中的电容值,可以获得最优的相位噪声.     

一种改进的CMOS差分LC压控振荡器

介绍了一种改进的LC振荡器设计方法.谐振回路采用非对称电容结构,与常见的振荡器结构相比,经改进后的电路结构可以获得更好的相位噪声.基于0.35μm CMOS工艺,设计了一种采用补偿Colpitts振荡器电路结构实现的差分LC压控振荡器,工作电压为2.5V.经仿真证明,在设计中通过调整非对称电容谐振回路中的电容值,可以获得最优的相位噪声.     

一种跨导线性化低相噪压控振荡器

介绍了一种跨导线性化的宽带压控振荡器,由谐振腔电路、偏置电路、可编程电容阵列组成。提出一种通过电容隔直将有源器件进行交叉耦合的谐振腔结构,实现了有源器件的跨导线性化,大幅减小了有源器件自身的固有噪声,改善了压控振荡器的相位噪声特性。通过可编程电容阵列电路,可在压控振荡器内进行频率调节,扩展了振荡频率范围。测试结果表明,压控振荡器的振荡频率覆盖5 400~7 300 MHz,频率覆盖比达26%,在7 300 MHz时,相位噪声达到-128 dBc/Hz@1 MHz。该压控振荡器可作为高性能频率合成器的核心器件,构成本振信号源,可被广泛应用于无线基站、频谱监测等多种领域。     

一种改进的CMOS差分LC压控振荡器

本文介绍了一种改进LC振荡器设计方法，谐振回路采用非对称电容结构，与常见的振荡器结构相比，经改进的电路结构可以获得更好的相位噪声。本文基于CMOS工艺，设计了一种采用补偿Colpitts振荡器电路结构实现的差分LC压控振荡器，工作电压为2.5v。经仿真证明，通过调整非对称电容谐振回路中的电容值，可以获得最优的相位噪声     

CMOS低相位噪声压控振荡器的设计

基于65 nm CMOS标准工艺库,设计了一个工作频率在10 GHz的具有低相位噪声的CMOS电感电容型压控振荡器。该压控振荡器选用CMOS互补交叉耦合型电路结构,采用威尔逊型尾电流源负反馈技术来降低相位噪声。仿真结果表明,此压控振荡器工作频率覆盖范围为9.9~11.2 GHz,调谐范围为12.3%,中心频率为10.5 GHz,在频率偏移中心频率1 MHz下的相位噪声为-113.3 dBc/Hz,核心功耗为2.25 mW。     

CMOS电感电容压控振荡器中对称噪声滤波技术的研究

提出一种基于CMOS电感电容压控振荡器的对称噪声滤波技术。仿真结果表明．对称噪声滤波技术能够在相同的功耗下改善相位噪声6dB。应用对称噪声滤波技术设计一个4．8GHz压控振荡器，在0．25μm CMOS工艺上制造，测试结果表明在偏离载波1MHz时相位噪声为-123．66dBc／Hz，整个振荡器的功耗仅为12mW，与同类型的压控振荡器比较，取得很好的PFTN指标。     

一款多模全球导航卫星系统接收机CMOS压控振荡器设计

本文介绍了一款应用在多模全球导航卫星系统中Σ-Δ小数频率合成器的压控振荡器的设计,压控振荡器采用双级积累模式可变电容器件。基于对调谐开关寄生电容的分析,压控振荡器优化了频率覆盖范围和调谐线性度,频率覆盖了GPS和北斗频段。压控振荡器采用了TSMC CMOS 0.18μm工艺,覆盖了GPS L1,BD B1/B2/B3频段的同时采用了线性化调谐技术,优化了相位噪声。恒定的VCO增益特性进一步提供了宽的电压调整范围,提高了环路的稳定性。     

应用于IMT-A和UWB系统的0.13μm CMOS宽带压控振荡器设计

基于TSMC 0.13μm CMOS工艺设计并实现了应用于IMT-Advanced和UWB系统的双频段宽带频率合成器中的电感电容压控振荡器(LC-VCO)。此压控振荡器的设计采用了开关电流源、开关交叉耦合对和噪声滤波等技术,以优化电路的相位噪声,功耗,振荡幅度,调谐范围等性能。为达到宽的调谐范围,核心电路采用了4比特可重构的开关电容调谐阵列。整个芯片包括焊盘面积为1.11′0.98 mm₂。测试结果表明,在1.2V电源电压下,两个频段压控振荡器所消耗的电流分别为3mA和4.5mA,压控振荡器的调谐范围为3.86~5.28GHz和3.14~3.88GHz。在振荡频率3.5GHz和4.2GHz上,1MHz频偏处,压控振荡器的相位噪声分别为-123dBc/Hz与-119dBc/Hz。     

基于0.35μm SiGe BiCMOS的2.5GHz 低相位噪声LC压控振荡器的设计

介绍了一个基于0.35μm SiGe BiCMOS工艺的2.5GHz低相位噪声LC压控振荡器.文章重新定义了压控振荡器工作区域.分析表明谐振回路的电感值和偏置电流对振荡器的相噪优化有重要的影响.本文同时分析了CMOS和BJT压控振荡器设计思路的不同.本设计中,采用键合线来实现谐振回路中的电感来进一步提高相噪性能.该VCO和其他模块集成在一起实现了一个环路带宽为30kHz的频率综合器.测试结果表明,当中心频率为2.5GHz时,在100kHz和1MHz的频偏处相噪分别为-95dBc/Hz和-116dBc/Hz.工作电压为3V时,VCO核心电路的电流消耗为8mA.据我们所知,这是国内第一个采用SiGe BiCMOS工艺的差分压控振荡器.     

一种带有尾电流源反馈的FBAR振荡器

为改善振荡器相位噪声性能,设计了一种带有尾电流源反馈的薄膜体声波谐振器（FBAR）振荡器。研究表明,尾电流源晶体管闪烁噪声和谐振回路是振荡器相位噪声的主要来源。为了降低尾电流源晶体管闪烁噪声对振荡器相位噪声的影响,采用两组对称分离且工作在亚阈值区域的P型金属氧化物半导体（PMOS）偏置电流源进行尾电流反馈。与传统单个尾电流源相比,该技术具有更好的相位噪声性能。同时,基于对Hajimiri噪声模型的分析,利用尾电流源反馈技术,控制振荡器在振幅达到峰值及零穿越点时的电流大小,以进一步改善相位噪声性能。高Q值谐振器可以显著提高振荡器的整体相位噪声性能,因此,设计采用高Q值微机电系统（MEMS）器件FBAR作为谐振腔,并通过TSMC 180 nm RF CMOS工艺完成电路设计。结果表明：该振荡器输出频率为1.93GHz,整体电路功耗为580μW,在1 kHz偏频处相位噪声为-89.7 dBc/Hz,计算得到灵敏值（Factor Of Merit, FOM）为217 dB。     

基于0.35μm SiGe BiCMOS的2.5GHz低相位噪声LC压控振荡器的设计

介绍了一个基于0.35μm SiGe BiCMOS工艺的2.5GHz低相位噪声LC压控振荡器.文章重新定义了压控振荡器工作区域.分析表明谐振回路的电感值和偏置电流对振荡器的相噪优化有重要的影响.本文同时分析了CMOS和BJT压控振荡器设计思路的不同.本设计中,采用键合线来实现谐振回路中的电感来进一步提高相噪性能.该VCO和其他模块集成在一起实现了一个环路带宽为30kHz的频率综合器.测试结果表明,当中心频率为2.5GHz时,在100kHz和1MHz的频偏处相噪分别为-95dBc/Hz和-116dBc/Hz.工作电压为3V时,VCO核心电路的电流消耗为8mA.据我们所知,这是国内第一个采用SiGe BiCMOS工艺的差分压控振荡器.     

一种钽酸锂压控振荡器的设计与实现

该文使用具有低电容比、宽调谐范围的钽酸锂晶体设计了一巴特勒共基低相位噪声压控振荡器,此设计在寻求高有载品质因数QL的同时保持了振荡器的输出功率。使用的钽酸锂晶体的无载品质因数Q0约为1.24×103,其频率为10.727MHz。设计出的巴特勒振荡器QL≈33%Q0,输出功率约为11dBm。不加压控的情况下,实际测得该振荡器的相位噪声结果为-85dBc/Hz@10 Hz和-145dBc/Hz@1kHz。在此基础上,增加一变容二极管作为压控元件设计了钽酸锂压控振荡器,在2~10 V范围内,测得控制电压压控斜率约为86.6×10-6/V,相位噪声测试结果优于-82dBc/Hz@10Hz和-142dBc/Hz@1kHz,实现了具有宽调谐范围的低相位噪声钽酸锂振荡器的设计。     

20 GHz压控振荡器的设计与实现

基于TSMC 65 nm CMOS工艺,设计了一款中心频率为20 GHz的压控振荡器。对压控振荡器的尾电流源噪声、交叉耦合MOS管尺寸、电感、调谐范围等诸多参数进行了性能优化。经流片后测试,该振荡器的输出频率覆盖范围为17.78~22.13 GHz,1 MHz处的相位噪声为－100 dBc,1 V电压供压下的功耗为5.1 mW。     

GPS校频的压控振荡器设计

提高压控振荡器（VCO）的频率稳定度和噪声抑制能力,是基于反馈控制原理与GPS驯服校频技术频标产生电路获得高稳定度、高准确率的标准频率信号的关键。综合差分对型VCO,LC型VCO的优点,研究压控振荡器的噪声与频率调节范围及稳定时间的关系,设计一种全差分结构的LC型压控振荡器（使用COMS电容阵列作LC元件）,具有较高的电源噪声和衬底噪声抑制能力。仿真结果表明,该压控振荡器的频率稳定时间短,准确度锁定在GPS标准的准确度上。     

浅谈锁相环电路中压控振荡器的分析与设计

本文先是进行了锁相环电路中LC压控振荡器的分析,然后进行了锁相环电路中压控振荡器的电路设计、相位噪声分析以及二次谐波滤波技术的应用,最后实际应用了设计的电路,并对应用的结果进行了分析.目的是为设计出性能更加优良的压控振荡器.