L波段宽带低相噪VCO的设计与制作

提出了一种基于PCB工艺的L波段宽带低相噪VCO电路拓扑结构.采用基极和发射极双端调谐的方式,并引入可变电容反馈,实现了电路的超宽带.同时在低损耗的FR4基板上制作微带小电感以形成高Q谐振器,降低了VCO的相位噪声.基于此方法设计得到的L波段宽带VCO比同类薄膜工艺产品相位噪声低了5 dB以上.     

宽带低相噪CMOS LC VCO的设计

设计了一款宽带CMOSLCVCO,在分析VCO相位噪声来源的基础上,对VCO进行了结构优化和噪声滤除,并采用了开关电容阵列以增加带宽。电路采用0.18μmCMOS射频工艺进行流片验证,芯片面积为0.4mm×1mm。测试结果显示:芯片的工作频率为3.34～4.17GHz,中心频率为4.02GHz时输出功率是-9.11dBm,相位噪声为-120dBc/Hz@1MHz,在1.8V工作电压下的功耗为10mW。     

一种2 μm GaAs HBT低相噪宽带VCO

提出了一种2 μm GaAs HBT工艺的低相噪宽带压控振荡器(VCO)。与CMOS工艺相比,采用HBT工艺设计的VCO噪声性能更好,具有较大的电流放大倍数和跨导。该VCO采用差分 Colpitts 结构,并对无源器件进行结构优化,在4.1 GHz处,片上螺旋电感的品质因数超过21,实现了较低的相位噪声。通过二极管组成变容阵列,实现了较宽的调谐范围。流片测试结果表明,VCO 调谐范围为3.370~4.147 GHz,最大输出功率为－16.13 dBm,直流功耗为43 mW。在振荡频率为 4.1 GHz 时,相位噪声为－125.2 dBc/Hz@1 MHz。该VCO在相对较宽的调谐范围内实现了较低的相位噪声。     

X波段宽带低相噪压控振荡器

简述了X波段宽带压控振荡器的压控灵敏度线性问题和降低其输出相噪的方法,同时给出了有关分析和实验结果.     

一种2.2～5.5 G宽带低相位噪声LC VCO设计

论文基于BiCMOS工艺,采用了8个LC VCO并列的工作模式实现了2.2～5.5 GHz的带宽范围的LC VCO,每个LC VCO可以进行单独的调节.在LC VOC的核心电路中采用电阻代替电流镜方式以及在输出处增加了两个三极管限幅,以得到较低的相位噪声.在各个LC VCO的中心频率处其相位噪声优于-96 dBc@100 kHz.当电源电压为5 V时,各个LC VCO的工作电流为3.2 mA～4.2 mA.     

低相噪超多频段VCO宽带锁相环的研究

为了解决宽带锁相环设计中相位噪声和输出频率范围的矛盾,分析并设计了一种基于超多频段压控振荡器(VCO)锁相环的方案。该方案通过降低VCO的频率灵敏度和每个VCO 配置LC矩阵等效多个VCO的方法,使VCO在保证输出的频率范围的同时,优化了相位噪声。实验结果发现,该方案可以使锁相环在保证较大的输出频率范围前提下拥有更低的相位噪声。     

基于新颖调谐谐振器的低相噪VCO设计

介绍了一种采用新颖谐振器的低相位噪声窄带压控振荡器(VCO)的设计方法。该谐振器采用源与负载横向交叉耦合结构,形成一个传输零点,提高了谐振器的Q值。该谐振器通过弱耦合与变容二极管连接,从而实现电压控制滤波器通带中心频率调谐。利用该谐振器设计了一个窄带VCO,并在先进设计系统(ADS)软件里仿真验证。该VCO中心频率6.15 GHz,在调谐电压从0到15 V的范围内调谐带宽60 MHz,相位噪声在整个调谐范围内优于-132 dBc/Hz@1MHz,输出功率为8.4 dBm,功率平坦度±0.1 dBm。     

高速低相位噪声VCO设计

压控振荡器已经成为当今时钟恢复电路和频率合成电路中不可缺少的组成部分。本文分别从压控振荡器的振荡频率和相位噪声两个角度，详细阐述影响VCO性能的因素，并提出相应的改进方法。     

X波段低相噪VCO设计

从HJFET的物理模型出发，提出了反沟道HJFET的电路模型，分析其等效电路，并在此基础上设计并制作了一个反沟道振荡器。     

基于CMOS工艺的低相噪宽带压控振荡器设计

采用CSMC0.18μm混合信号工艺。设计了一款应用于频率综合器的单片集成宽带压控振荡器。电路采用互补交叉耦合结构,各部分都经过精心构架,如管子的尺寸,元件的布局,电流源的大小等等,以获得最佳的相位噪声性能。振荡器采用多段调节的方式,实现1.5～2.1GHz的宽带调谐。仿真结果表明,在电源电压1.8V的情况下,压控振荡器的中心频率为1.8GHz。中心频率附近(600kHz),相位噪声达到-121dBc/Hz,振荡器的工作电流为1.4mA。     

伪工作点与超宽带CMOS LC VCO设计

为了拓宽CMOS LC VCO的频率覆盖范围,很多工作都集中在扩展LC谐振回路中的电容覆盖.但通过对该VCO在调频状态下的分析表明,除了LC乘积的覆盖范围,在改变输出频率时维持交叉耦合MOS管的工作状态稳定也是获得宽带振荡器的条件之一.固定尺寸的交叉耦合MOS管结构不能满足后一个条件.将交叉耦合MOS管结构分为可开关调节的若干段可以有效地解决上述问题.通过VHF超宽频带CMOS LC VCO的具体设计表明,新电路结构可以获得突破性的频率覆盖.     

差分LC VCO的设计方法

通过分析振荡器的两种典型相位噪声模型,给出了振荡器相位噪声与电路参数的关系。在此基础上,提出了优化VCO相位噪声的设计方法：设计高Q值电感;调整尾电流的大小;调整nMOS管和pMOS管的尺寸。文章最后给出了一个2．4GHz全集成VCO的设计,仿真结果表明在2．4GHz时VCO的相位噪声为-120．4dBc／Hz@600kHz,证明该方法对于VCO的设计具有较好的指导作用。     

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.     

全集成低功耗低相位噪声差分LC压控振荡器设计

介绍了一个针对全球定位系统接收机的全集成差分LC压控振荡器设计.该设计采用互补交叉耦合晶体管对结构,去掉了尾电流源以消除其热噪声对相位噪声的影响.考虑到低功耗低相位噪声表现,文中给出设计步骤.该设计经台积电0.18 μm射频CMOS工艺进行流片验证.在1.5 V的供电电压下,VCO振荡于3.14 GHz,仅消耗1.2 mA.在频偏600 kHz和1 MHz的情况下,其相位噪声分别为-113 dBc/Hz和-118 dBc/Hz.     

超低相位噪声LC压控振荡器的设计

研制出了超低相位噪声压控振荡器,在保证调谐范围的前提下,采取各种措施有效降低了压控振荡器的相位噪声.设计的压控振荡器采用普通环氧板材,表面贴装工艺,国际标准封装,成本低、人工调试量小,适合规模生产.结果表明该产品的频率为796～857 MHz,调谐带宽61 MHz,调谐电压1.8～4.5 V,调谐灵敏度22.5 MHz/V,相位噪声达到-115 dBc/Hz@10 kHz,产品已达到国际各大同类产品的水平.     

一种新颖的低功耗低相位噪声VCO设计

作为收发器的重要模块,与其他收发器模块相比,压控振荡器(VCO)消耗了大量能源。由于许多射频应用系统采用电池作为能源,如WiFi、蓝牙及物联网等系统,因此,在保持合理的系统性能的前提下,需尽量降低功耗。该文研究了标准VCO结构的性能,并提出了一种新的CMOS VCO电路结构。与传统的CMOS VCO相比,该文提出的CMOS VCO只需较少的外部偏置电流便可产生更高的跨导,因而可以消耗更低的功耗。在1.8 V电压供电下,该文提出的VCO仅消耗了2.9 mW,取得了-124.3 dBc/Hz@1 MHz的相位噪声。     

一种高工作频率、低相位噪声的CMOS环形振荡器

采用全开关状态的延时单元和双延时路径两种电路技术设计了一种高工作频率、低相位噪声的环形振荡器。环路级数采用偶数级来获得两路相位相差90°的正交输出时钟,芯片采用台湾TSMC0.18μmCMOS工艺。测试结果表明,振荡器在5GHz的工作频率上,在偏离主频10MHz处相位噪声可达-89.3dB/Hz。采用1.8V电源电压时,电路的功耗为50mW,振荡器核芯面积为60μm×60μm。     

1．3～2．2 GHz低噪声低功耗 CMOS LC VCO的设计

基于TSMC 0．18μm RFCMOS工艺,设计并实现了一个宽带低功耗低相位噪声的高性能压控振荡器（VCO）．为实现1．3～2．2 GHz调谐范围,VCO采用7‐bit（128根调谐曲线）固定电容阵列,同时也获得了超低的增益,降低了相位噪声．为弱化宽调谐范围带来的增益波动,VCO采用3‐bit可变电容阵列来提升低带曲线的斜率,以期与高带一致．为实现每根曲线的宽线性范围,可变电容采用分布式偏置电压技术．为降低相位噪声,还提出了一种输出零偏置架构以及电流源噪声滤除技术．测试结果表明,调谐电压的线性范围为0．2～1．6 V ;VCO输出频率范围为1．3～2．17 GHz ;高带调谐曲线叠合超过50％,低带超过80％;VCO增益仅为19 M Hz／V ;增益波动范围为13～25 M Hz／V ．当振荡频率为1312 M Hz ,1 M Hz 频偏处相位噪声为－116．53 dBc／Hz ;当振荡频率为2152 M Hz ,1 M Hz频偏处相噪为－112．78 dBc／Hz ．VCO功耗电流为1．2～3．2 mA ,电源电压为1．8 V ．提出的VCO既能提供51％的频率覆盖,又能实现低相位噪声,已经被成功应用于工业自动化无线传感网（WIA ）射频收发机芯片中．     

11GHz CMOS环形压控振荡器设计

设计了一种全差分高速环形压控振荡器（VCO）．该VCO有三级,每一级的增益是快慢通路增益的矢量叠加和,快慢通路的增益由底部电流源决定,差分控制电压通过镜像电流源控制快慢通路的各自电流,最终实现对振荡频率的调节．分析了VCO的工作原理及其相位噪声．电路采用TSMC公司0.18μm标准CMOS工艺制作．测试结果显示：芯片工作频率为10.88～11.72GHz,相位噪声为－101dBc/Hz@10MHz,输出信号抖动为3.8ps rms,在1.8V电源电压下的直流功耗约为75mW．该VCO可以应用于锁相环和频率合成器中．