低相位噪声、宽调谐范围LC压控振荡器设计

基于开关电容和MOS可变电容相结合的电路结构,设计了一种分段线性压控振荡器,很好地解决了相位噪声与调谐范围之间的矛盾.另外,在尾电流源处加入电感电容滤波,进一步降低相位噪声.采用TSMC 0.18(m CMOS工艺,利用Cadence中的SpectreRF对电路进行仿真,当电源电压VDD=1.8V时,其中心频率为1.8GHz,可调频率为1.430～2.134GHz,调谐范围达到37%,在偏离中心频率1MHz处,相位噪声为-131dBc/Hz,静态工作电流为5.2mA.     

60GHz宽调谐范围推—推压控振荡器设计

基于65nmCMOS工艺实现了60GHz推—推压控振荡器（VCO）设计。采用互补交叉耦合去尾电流源结构以降低相位噪声。压控振荡器输出包含两级缓冲放大器,第二级缓冲放大器偏置在截止区附近以增大二次谐波的输出功率。在1.2/0.8V电源电压下,压控振荡器核心和缓冲放大器分别消耗2.43mW和2.95mW。在偏离中心频率1MHz处相位噪声为-90.7dBc/Hz。输出功率为-2.92dBm。特别的,压控振荡器的调谐范围达到9.2GHz（15.3%）,与调谐范围相关的性能指标FOMT为-182.7dBc/Hz。该压控振荡器可应用于57GHz～64GHz开放频段超高速短距离无线通信。     

采用有源电感的宽调谐范围低相位噪声紧凑型VCO

提出了一种基于新型压控有源电感(VCAL)的高集成度、宽调谐范围、低相位噪声的电感-电容型压控振荡器(LC VCO)。其中VCAL主要由第一回转环路、第二回转环路以及噪声抑制支路构成,以获得电感值可调性和较低噪声的特性,并代替传统的无源螺旋电感用于LC VCO中,既拓宽了振荡频率的调谐范围,又改善了相位噪声,同时极大地减小了VCO面积;同时VCO也采用源极退化负阻产生电路,以减小流入LC谐振回路的噪声电流,进一步改善了相位噪声。基于TSMC 0.18 μm RFCMOS工艺,利用Cadence Virtuoso工具对该LC VCO进行了性能验证,结果表明,通过调谐VCAL的外部偏置电压Vtune1从0 V到1.2 V,LC VCO振荡频率可在1.02 GHz~3.55 GHz之间进行调节,调谐范围为110.7%,且在1 MHz频率偏移处,相位噪声的变化范围为-83.6~ -92.06 dBc/Hz,功耗的变化范围为7.26 mW~13.33 mW,电路表现出了较好的综合性能。     

一种基于开关电容调谐的宽带压控振荡器设计

设计了一种频率可调范围约600 MHz的全集成CMOS LC宽带压控振荡器.该压控振荡器工作电压为3.3 V,基于Chartered 0.25 μm 标准CMOS工艺设计,利用开关电容调谐的方法扩大其调谐范围.测试结果表明:该压控振荡器工作在中心频率为1.9 GHz时,单边带相位噪声为-85 dBc/10 kHz,调谐范围达到32%.     

应用于DRM/DAB接收机的压控振荡器设计

论文基于SMIC0.18umCOMS工艺,设计一种宽频低功耗低相位噪声的CMOS压控振荡器,电路采用差分LC振荡器,同时采用积累型MOS可变电容、缓冲电路及经改良的开关电容阵列,以降低功耗和相位噪声,由仿真结果可知,电路频率调谐范围为2.5G~3.1G,频偏为1MHz时相位噪声分布在-118dBc/Hz~-122dBc/Hz,工作电流小于10mA,满足设计要求,可应用于DRM/DAB接收机。     

UHF RFID阅读器中线性化调谐增益压控振荡器设计

基于标准0.18μm RF-CMOS工艺,实现了一个可应用于UHF RFID阅读器的低相位噪声、线性化调谐增益(Kvco)、恒定子带间距的压控振荡器.该振荡器包括开关变容管阵列和开关电容阵列,实现了调谐增益线性化及子带间距恒定化.仿真结果表明,当压控振荡器在1.52GHz至2.16 GHz(35.5％)的频率范围变化时,调谐增益从40 MHz/V变化到51 MHz/V(21.5％),子带间距变化为34 MHz到51 MHz,相位噪声在1.8 GHz时为-133.8 dBc/Hz@1MHz.在低压差线性稳压器(LDO)输出电压为2.5V的条件下,整个电路消耗电流约5.2mA.     

采用有源电感的小面积宽可调范围VCO

为了实现电感-电容压控振荡器(LC VCO)的全集成和小面积,同时使其振荡频率具有较宽的可调范围和较低的相位噪声,采用差分有源电感和Q值增强共源共栅电路结构,对LC VCO进行设计。采用差分有源电感代替螺旋电感,减小了芯片面积,并利用有源电感的可调性,增大了振荡频率的可调范围。采用Q值增强共源共栅电路结构,增加了LC VCO的输出功率和Q值,进而减小了相位噪声。基于TSMC 0.18 μm RF CMOS工艺,采用Cadence仿真工具对LC VCO进行仿真验证。结果表明,LC VCO振荡频率的可调范围高达129%,在偏离最大振荡频率1 MHz处,最低相位噪声为-121.4 dBc/Hz,直流功耗为11 mW,优值FOMT(考虑到调谐范围)为-193.6 dBc/Hz。     

新颖宽调谐环形压控振荡器

提出了一种新颖的频率可调范围为3个数量级的全集成变阻环形压控振荡器,应用互补型开关作为可变电阻器并通过控制其电压来调节电阻值从而达到宽调谐的目的。采用TSMCO．25μm标准CMOS工艺进行模拟仿真,结果显示控制电压为0．4～3V变化时,相应振荡频率为288KHz～934MHz,具有较宽的调谐范围、较好的波形和较快的振荡摆幅,同时具有电路结构简单、易于集成等特征。     

一种应用于LTE锁相环的宽带、低相噪、恒定KVCO/ωosc LC调谐VCO

本文提出了一种应用于LTE锁相环频率综合器的宽带、恒定KVCO/ωosc 的LC调谐压控振荡器。为了使锁相环的环路带宽变化尽可能小,文中提出一种可变电容阵列。它包含了一系列差分可变电容对和与Vtune或VDD相连的单刀双掷开关阵列。这些开关由可变电容阵列的数字开关位控制。利用这种方法,KV=?Cvar/?Vtune与开关阵列的电容值的比值保持在相对稳定的状态,进而,使锁相环的环路带宽波动得到抑制。该压控振荡器采用0.13-μm RF-CMOS工艺制造,可适用于多频带LTE锁相环中,其频率范围为3.2~4.6GHz。测试结果表明该压控振荡器的KVCO/ωosc最大变化幅度仅有4%。同时,电路具有低的相位噪声,其工作在4.0GHz,频偏1MHz测得的相位噪声为-124.17dBc/Hz。当工作电压为1.2V,消耗的电流为18.0mA。     

低增益变化宽线性范围低噪声压控振荡器设计

应用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计了一款低调谐增益变化,恒定调谐曲线间隔,恒定输出摆幅的低功耗低噪声宽带压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO).本振荡器的振荡频率覆盖1.153~1.911GHz(49.5%)范围,相邻调谐曲线的覆盖范围大于50%,调谐增益变化范围为45.5~52.7MHz/V(13.7%),相邻调谐曲线间距变化范围为43.2~45.9MHz(5.9%),VCO输出波形的峰峰值为694~715mV(3%),调谐曲线的线性范围为0.2~1.6V(1.4V).在1.8V的电源电压下,VCO在中心频率1.53GHz处耗电电流为3.2mA,相位噪声在1MHz频偏处为-130.5dBc/Hz,FOM值为-186.5dBc/Hz.     

一种基于阻抗变换的低噪声LC压控振荡器设计

为了提高相位噪声性能,提出了一种基于阻抗变换模块的新型无尾电流源电感电容(LC)压控振荡器。该阻抗变换模块位于交叉耦合晶体管的漏极与栅极之间,能够减少有源器件产生的噪声,并且交叉耦合晶体管主要位于饱和区域,能够防止LC谐振腔的品质因数降低。此外,相较于传统LC振荡器,该振荡器在低电压工作条件下能够维持低相位噪声性能,并采用0.18μm CMOS工艺进行了具体实现。实验结果表明:在3 MHz偏移频率的条件下,提出的振荡器相位噪声范围为-138.8 dBc/Hz～-141.1 dBc/Hz,调谐范围增加了大约22.8%。在此调谐范围内,与其他提LC压控振荡器相比,所提方法具有更大的品质因数更好,具体为191.8 dBc/Hz。     

高性能超低功耗的4.224GHz正交LC VCO

采用Jazz0.18μm RF CMOS工艺设计并实现应用于MB-OFDM超宽带频率综合器的4.224GHz电感电容正交压控振荡器。通过解析的方法给出了电感电容正交压控振荡器的模型,并推导出简洁的公式解释了相位噪声性能与耦合因子的关系。测试结果显示,核心电路在1.5V电源电压下,消耗6mA电流,频率调谐范围为3.566~4.712GHz;在主频频偏1MHz处的相位噪声为-119.99dBc/Hz,对应的相位噪声的FoM(Figure-of-Merit)为183dB;I、Q两路信号等效的相位误差为2.13°。     

1V 2.5GHz压控振荡器设计

设计了 1V ,2 .5 GHz的全集成压控振荡器 .通过优化集成电感的设计 ,同时采用 NMOS管和开关电容阵列作为可变电容 ,使该设计具有较低的相位噪声和较宽的调谐范围 .采用 0 .18μm CMOS工艺进行仿真 ,结果显示 ,在1V电源电压下 ,在偏离中心频率 6 0 0 k Hz处的相位噪声为 - 119d Bc/ Hz,调谐范围为 2 8% ,功耗为 3.6 m W.     

A cross coupled low phase noise oscillator using an output swing enhancement technique

A new voltage controlled oscillator (VCO) in a 0.18 μm CMOS process is offered in this paper. This paper?s argument is to provide an innovative approach to improve the phase noise which is one of the most controversial issues in VCOs. Contrary to most ideas that have been put forward to decrease phase noise which are based on higher current dissipation to increase output voltage swing, this new method offers better specifications with respect to traditional solutions. The presented circuit is capable of extra oscillation amplitude without increasing the current level, taking advantages of tail current elimination and topology optimization. Analysis of the presented peak voltage amplitude can verify the optimum performance of the proposed. Post-layout simulation results at 2.3 GHz with an offset frequency of 1 MHz and 3 MHz show a phase noise of about −125 dBc/Hz and −136.5 dBc/Hz, respectively, with the current of 1.3 mA from 1.8 V supply. Also, Monte Carlo simulation is used to ensure the sensitivity of the proposed circuit to process and frequency variations are very promising.     

基于802．11a标准的5GHz振荡器设计

介绍了一种全集成的LC压控振荡器（VCO）的设计。该振荡器的中心频率为5．25GHz,电源电压为1．8V,工作在802．11a标准下,采用0．18μmCMOS工艺实现。仿真结果表明。VCO的相位噪声在偏离中心频率1MHz时达到-121dBc／Hz,调谐范围达到31％,输出电压峰峰值为830mV,有良好的线性纯度。     

电荷泵锁相环中压控振荡器的噪声设计

在分析和比较反相型VCO(压控振荡器)、差分对型VCO、LC型VCO工作原理和特点的基础上,综合差分对型和LC型VCO的优点,设计了一种全差分结构的LC型VCO(使用键合线等效电感及附加COMS电容阵列作为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,VCO工作频率范围1.98 GHz~2.06 GHz,相位噪声-89 dBc/Hz。本VCO适合于低功耗设计。     

一种核心尺寸可缩放的低相位噪声LC VCO设计

基于TSMC 0.13μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺,设计了一种用于多标准移动收发机的核心尺寸可缩放LC压控振荡器(VCO)。理论分析表明,当核心电流较小时,较大尺寸的VCO具有较低的相位噪声,而当核心电流较大时,较小尺寸的VCO具有较低的相位噪声,因此,该文将VCO的核心尺寸设置成可随电流变化的缩放尺寸。最终芯片测试结果表明,在核心电流为4.2mA,振荡频率5GHz的情况下,VCO的相位噪声为-121.6dBc/Hz@1 MHz;在核心电流为16 mA,振荡频率5GHz的情况下,VCO的相位噪声为-128.5dBc/Hz@1 MHz。     

宽频率范围的单子带压控振荡器设计

基于TSMC 180 nm CMOS工艺,提出了一种振荡频率为2～3 GHz的宽频率范围、低相位噪声的单子带压控振荡器(VCO).采用双平衡吉尔伯特混频结构,将单子带5～6 GHz压控振荡器与固定频率3 GHz压控振荡器进行下混频,可得到振荡频率为2～3 GHz的单子带压控振荡器,实现相对带宽从18.18％到40％的展...     

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。     

一种低噪声CMOS差分环型压控振荡器的设计和分析

设计和分析了一种高稳定性,宽频带范围,低噪声的差分环型压控振荡器.该电路具有较低的压控增益,较好的线性范围,较低的相位噪声.应用复制偏置电路,对差分环型压控振荡器的控制电压进行复制,以提高对环型压控振荡器电源电压噪声和衬底噪声的抑制.采用0.6 tanCMOS工艺进行模拟仿真,当控制电压从1 V到3.2 V变化时,相应的振荡频率为130 MHz到740 MHz;在偏离中心频率100 kHz,1 MHz频率处的相位噪声为-89 dBc,-110 dBc.