应用于UHF RFID阅读器中低相位噪声LC VCO设计

设计了一种应用于860～960 MHz UHF RFID阅读器低相位噪声的CMOS LC压控振荡器.电路经过一个SCL结构的1/2分频器输出四相正交信号.电路设计采用SMIC 0.18μm CMOS工艺库和Cadence SpectreRF仿真器.仿真结果表明:VCO在分频前,实现了调频范围为1620～2020MHz;在振荡频率为1.8GHz时,相位噪声为-127.5dBc/Hz@lMHz;VCO经过2分频电路后,实现了调频范围为810～1010MHz;在频率900MHz,其相位噪声-133.5dBc/Hz@1MHz.     

一种适用于2.4GHz ISM射频波段的全集成CMOS压控振荡器

提出了一种频率可调范围约230MHz的全集成LC压控振荡器(VCO).该压控振荡器是用6层金属、0.18μm的标准CMOS工艺制造完成.采用MOS晶体管和电容组合来实现等效变容管,为降低芯片面积仅使用一个片上螺旋电感,并实施了低电压、低功耗的措施.测试结果表明,该压控振荡器在电源电压为1.8V的情况下功耗约为10mW,在振荡器中心频率为2.46GHz时的单边带相位噪声为-105.89dBc/Hz@600kHz.该压控振荡器可以应用于锁相环电路或频率综合器中.     

单片UHF RFID阅读器中VCO及其预分频器设计

提出了一种应用于860～960 MHz UHF波段单片射频识别(RFID)阅读器的低相位噪声CMOS压控振荡器(VCO)及其预分频电路.VCO采用LC互补交叉耦合结构,利用对称滤波技术改善相位噪声性能,预分频电路采用注入锁定技术,用环形振荡结构获得了较宽的频率锁定范围.电路采用UMC 0.18 μm CMOS工艺实现,测试结果表明:VCO输出信号频率范围为1.283～2.557 GHz,预分频电路的频率锁定范围为66.35%,输出四相正交信号.芯片面积约为1 mm×1 mm,当PLL输出信号频率为895.5 MHz时,测得其相位噪声为-132.25 dBc/Hz@3 MHz,电源电压3.3 V时,电路消耗总电流为8 mA.     

低功耗低噪声正交压控振荡器设计

设计了一种用于WLAN 802.11 n收发机频率合成器的新颖低功耗、低相位噪声正交输出LC电压控制振荡器(QVCO)。电路设计中使用了Cadence IC5.033和ADS2004软件以及TSMC0.18μm CMOS工艺模型库,电路依靠并联的耦合支路相互作用使两个独立压控振荡器输出相位成正交,采用PMOS并联耦合支路和开关控制偏置两种新技术降低了VCO的相位噪声,其仿真结果为1 MHz频偏处-128.6 dBc/Hz和10 kHz频偏处-84 dBc/Hz。采用数字电容阵列提高了QVCO的频率调谐范围,QVCO的频率范围仿真结果为3.1 GHz~4.1 GHz。QVCO的电源电压为1.8 V,功耗17 mW。实现了低功耗正交输出压控振荡器,同时通过新颖的电路设计技术改善了相位噪声,改变了正交输出LC压控振荡器高噪声的传统观念,为今后在正交输出LC压控振荡器的设计提供了一些参考。     

基于CMOS工艺宽带LC压控振荡器研究

设计了一种应用于无线通信系统的宽带电感电容(LC)压控振荡器(VCO),电路采用开关电容阵列获得了宽频率覆盖范围;利用开关可变电容阵列减小了调谐增益变化;并通过采用高品质因数的差分电感和噪声滤波技术获得了低相位噪声.电路设计采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺.仿真结果表明:在工作电压为1.8 V时,直流功耗为9 mW,压控振荡器的频率范围870～1500 MHz(53%),调谐增益在67 MHz/V至72 MHz/V之间.相位噪声优于-100 dBc/Hz@100 kHz.     

低相位噪声压控振荡器设计

分析了LC压控振荡器(VCO)相位噪声,通过改进电路结构,采用PMOS和NMOS管做负阻管,在尾电流源处加入电感电容滤波,优化电感设计,设计了一种高性能压控振荡器.采用TSMC 0.18 μm IP6M CMOS RF工艺,利用Cadence中的Spectre RF工具对电路进行仿真.在电路的偏置电流为6 mA、电源电压VDD=1.8 V时,输入控制电压为0.8～1.8 V,输出频率变化为1.29～1.51 GHz,调谐范围为12.9%,相位噪声为-134.4 dBc/Hz@1MHz,功耗仅为10.8 mW.     

低相位噪声VCO的设计

设计了一个用于移动通信中继站的低相位噪声压控振荡器(VCO)。该VCO采用了考皮兹结构,谐振器使用LC器件,放大器件使用双极结型晶体管(BJT)。其频率调动范围为730～840 MHz,压控灵敏度为22 MHz/V,输出功率为10.7 dBm。在800 MHz中心频率处,其实测相位噪声分别为-99.42 dBc/Hz@10 kHz,-116.44 dBc/Hz@100 kHz,-135.06 dBc/Hz@1 MHz。提出了一种采用基极低频滤波的办法消除VCO的杂散频率,整个测试频段内观察不到明显的杂散。阐述了VCO相位噪声的主要来源,给出了低噪声VCO的设计方法。理论计算,仿真结果和实物测试取得了一致的结论,对低噪声VCO的设计提供了一定的参考。     

1.8 V低相位噪声全集成LC压控振荡器的设计

介绍了一种全集成的LC压控振荡器(VCO)的设计。该电路的中心频率为3.8 GHz,电源电压为1.8 V,采用0.18μm CMOS工艺制作。测试结果表明,VCO的相位噪声在偏离中心频率1 MHz时达到-126 dBc/Hz,调谐范围达到9%,VCO核心电路功耗小于8 mW。     

用于微处理器时钟同步PLL的VCO设计

研究了一种用于微处理器时钟同步PLL的高带宽低噪声的压控振荡器(VCO),该VCO采用了交叉耦合的电流饥饿型环形振荡器,通过改善其控制电压变换电路,大大拓宽了压控增益的线性范围,消除了振荡器对控制电压的影响,降低了输出时钟的相位噪声.基于CSMC 3.3 V 0.35 μm CMOS工艺的仿真结果表明,取延迟单元沟道长度为1 μm、中心频率为365 MHz时,压控增益为300 MHz/V,其线性区覆盖范围是30～700 MHz,在偏离中心频率600 kHz处的相位噪声为-95 dB/Hz,低频1/f噪声在-20 dB/Hz以下.该VCO可以通过适当减小延迟单元沟道长度来拓宽压控增益线性范围.     

用于以太网物理层时钟同步PLL的VCO设计

研究了一种基于以太网物理层时钟同步的高带宽低噪声压控振荡器（VCO）,该VCO采用交叉耦合的电流饥饿型环形振荡器,通过级联11级环路电路和改善其控制电压变换电路,优化了VCO的输出频率范围以及降低了输出时钟的相位噪声,完全满足以太网物理层芯片时钟电路的性能指标。基于TSMC3．3V0．25μmCMOS工艺的仿真结果表明,中心频率为250MHz时,压控增益为300MHz／V,其线性区覆盖范围是60～480MHz,在偏离中心频率600kHz处的相位噪声为-108dBc。     

U波段小数分频锁相环型频率综合器

使用0.18μm1.8VCMOS工艺实现了U波段小数分频锁相环型频率综合器,除压控振荡器(VCO)的调谐电感和锁相环路的无源滤波器外,其他模块都集成在片内。锁相环采用了带有开关电容阵列(SCA)的LC-VCO实现了宽频范围,使用3阶MASHΔ-Σ调制技术进行噪声整形降低了带内噪声。测试结果表明,频率综合器频率范围达到650～920MHz;波段内偏离中心频率100kHz处的相位噪声为-82dBc/Hz,1MHz处的相位噪声为-121dBc/Hz;最小频率分辨率为15Hz;在1.8V工作电压下,功耗为22mW。     

A 2 V 1.8 GHz fully integrated CMOS dual-loop frequency synthesizer

A 2 V 1.8 GHz fully integrated CMOS dual-loop frequency synthesizer is designed in a standard 0.5 /spl mu/m digital CMOS process for wireless communication. The voltage-controlled oscillator (VCO) required for the low-frequency loop is designed using a ring-type VCO and achieves a tuning range of 89% from 356 to 931 MHz and a phase noise of -109.2 dBc/Hz at 600 kHz offset from 856 MHz. With an active chip area of 2000/spl times/1000 /spl mu/m/sup 2/ and at a 2 V supply voltage, the whole synthesizer achieves a tuning range from 1.8492 to 1.8698 GHz in 200 kHz steps with a measured phase noise of -112 dBc/Hz at 600 kHz offset from 1.86 GHz. The measured settling time is 128 /spl mu/s and the total power consumption is 95 mW.     

基于DDS 与PLL 的C 波段宽带线性扫频源

利用直接数字频率合成(DDS)和锁相环(PLL)技术相结合的混合频率合成方案,研制了一种C波段宽带、高频率分辨率、快速线性扫频的频率源。为了给PLL 提供低相位噪声的宽带扫频参考信号,选用ADI 的DDS芯片AD9914,并利用阶跃恢复二极管(SRD)高次倍频电路结合二倍频器产生高达3400 MHz 的时钟信号。通过上位机配置AD9914 内部频率调谐字和数字斜坡发生器,产生512.5-987.5MHz 的扫频参考信号,其频率分辨率可精细到赫兹量级。选用低附加噪声的鉴相器和宽带VCO 芯片设计C 波段锁相源,在宽带工作频率范围内对DDS 扫频信号进行快速跟踪,并有效抑制杂散信号。实测结果表明,该扫频源工作频率为4. 1- 7. 9 GHz,在频率分辨率配置为0. 38 MHz 时,单向扫频周期为1 ms,扫频线性度为1. 58×10-6 。单频点输出时相位噪声优于-114 dBc/ Hz@ 10 kHz和-119 dBc/ Hz@ 100 kHz,杂散抑制优于69 dBc。     

LC voltage controlled oscillator in 0.18-μm RF CMOS

An integrated low-phase-noise voltage-controlled oscillator(VCO) has been designed and fabricated in SMIC 0.18μm RF CMOS technology.The circuit employs an optimally designed LC resonator and a differential cross-coupling amplifier acts as a negative resistor to compensate the energy loss of the resonator.To extend the frequency tuning range,a three-bit binary-weighted switched capacitor array is used in the circuit.The testing result indicates that the VCO achieves a tuning range of 60%from 1.92 to 3.35 GHz.The phase noise of the VCO is -117.8 dBc/Hz at 1 MHz offset from the carrier frequency of 2.4 GHz.It draws 5.6 mA current from a 1.8 V supply.The VCO integrated circuit occupies a die area of 600×900μm~2.It can be used in the IEEE802.11 b based wireless local network receiver.     

用于434/868MHz FSK/OOK CMOS发射机的锁相环设计

一种可输出434/868MHz信号的Σ-Δ分数分频锁相环在0.35μmCMOS工艺中集成。该发射机系统采用直接调制锁相环分频比的方式实现FSK调制,OOK的调制则通过功率预放大器的开-关实现。为了降低芯片的成本和功耗,发射机采用了电流数字可控的压控振荡器(VCO),以及片上双端-单端转换电路,并对分频器的功耗设计进行研究。经测试表明,锁相环在868MHz载波频偏为10kHz、100kHz和3MHz处的相位噪声分别为-75dBc/Hz、-104dBc/Hz和-131dBc/Hz,其中的VCO在100kHz频偏处的相位噪声为-108dBc/Hz。在发送模式时,100kHz相邻信道上的功率与载波功率之比小于-50dB。在直流电压2.5V的工作条件下,锁相环的电流为12.5mA,包括功率预放大器和锁相环在内的发送机总面积为2mm2。     

A 900-MHz 1.5-V CMOS voltage-controlled oscillator using switched resonators with a wide tuning range

A 900-MHz fully integrated VCO was fabricated in a 0.18-/spl mu/m foundry CMOS process. Under 1.5 V power supply, this VCO can be tuned from 667 MHz to 1156 MHz which corresponds to a 53.6% tuning range. The VCO has nearly constant phase noise over the whole tuning frequency, credit to the switched resonators used in this VCO. The phase noise at a 600 kHz offset is -123.1 dBc/Hz at 1125 MHz center frequency and -124.2 dBc/Hz at 667 MHz center frequency.     

一个6GHz宽带低相位噪声CMOS LC VCO

用SMIC 0.13 μm CMOS工艺实现了一个低相位噪声的6 GHz压控振荡器(VCO).在对其相位噪声分析的基础上,通过改进和优化传统的调谐单元和噪声滤波电路以及加入源极负反馈电阻实现了一个宽带、低增益、低相位噪声VCO.测试结果显示,在中心频率频偏1 MHz处的相位噪声为-119 dBc/Hz,频率调谐范围为6...     

A 14-GHz 256/257 dual-modulus prescaler with secondary feedback and its application to a monolithic CMOS 10.4-GHz phase-locked loop

A 14-GHz 256/257 dual-modulus prescaler is implemented using secondary feedback in the synchronous 4/5 divider on a 0.18-/spl mu/m foundry CMOS process. The dual-modulus scheme utilizes a 4/5 synchronous counter which adopts a traditional MOS current mode logic clocked D flip-flop. The secondary feedback paths limit signal swing to achieve high-speed operation. The maximum operating frequency of the prescaler is 14 GHz at V/sub DD/=1.8 V. Utilizing the prescaler, a 10.4-GHz monolithic phase-locked loop (PLL) is demonstrated. The voltage-controlled oscillator (VCO) operates between 9.7-10.4 GHz. The tuning range of the VCO is 690 MHz. The phase noise of the PLL and VCO at a 3-MHz offset with I/sub vco/=4.9 mA is -117 and -119 dBc/Hz, respectively. At the current consumption of I/sub vco/=8.1 mA, the phase noise is -122 and -122 dBc/Hz, respectively. The PLL output phase noise at a 50-kHz offset is -80 dBc/Hz. The PLL consumes /spl sim/31 mA at V/sub DD/=1.8 V.     

一个自调谐,自适应的1.9GHz分数/整数频率综合器

本文提出了一个具有自调谐,自适应功能的1.9GHz的分数/整数锁相环频率综合器.该频率综合器采用模拟调谐和数字调谐相结合的技术来提高相位噪声性能.自适应环路被用来实现带宽自动调整,可以缩短环路的建立时间.通过打开或者关断 ΣΔ 调制器的输出来实现分数和整数分频两种工作模式,仅用一个可编程计数器实现吞脉冲分频器的功能.采用偏置滤波技术以及差分电感,在片压控振荡器具有很低的相位噪声;通过采用开关电容阵列,该压控振荡器可以工作在1.7GHz~2.1GHz的调谐范围.该频率综合器采用0.18 μ m,1.8V SMIC CMOS工艺实现.SpectreVerilog仿真表明:该频率综合器的环路带宽约为100kHz,在600kHz处的相位噪声优于-123dBc/Hz,具有小于15 μ s的锁定时间.     

基于HMC830的低相噪低杂散频率源的设计

针对频率源的相噪会恶化采样数据的信噪比,杂散会降低接收机灵敏度,提出了一种低相噪低杂散的设计方法。该方法利用Hittite公司的新推出的集成VCO的锁相环芯片HMC830进行设计．供电部分采用多个低噪声稳压芯片,参考频率源为Pascall公司的OCXO晶振,环路滤波器为无源四阶,使用Hittite PLL Design...