低相位噪声CMOS环形压控振荡器的研究与设计

针对个人电脑和通讯系统对频率合成器中振荡器的低相位噪声的要求,对基本的环形振荡器结构进行改进,设计了两种宽带低相位噪声CMOS环形压控振荡器(VCO),在800 MHz振荡频率、1 MHz频偏下,测试的相位噪声分别为-123 dBc/Hz和-110 dBc/Hz.两个VCO的调谐范围分别为450～1 017 MHz和559～935 MHz.     

GPS射频接收芯片中低功耗压控振荡器的设计

设计了一种应用于GPS射频接收芯片的低功耗环形压控振荡器.环路由5级差分结构的放大器构成.芯片采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺,核心电路面积0.25 mm×0.05 mm.测试结果表明,采用1.75 V电源电压供电时,电路的功耗约为9.2 mW,振荡器中心工作频率为62 MHz,相位噪声为-89.39 dBc/Hz @ 1 MHz,该VCO可应用于锁相环和频率合成器中.     

一种锁相频率合成系统的设计

描述了以MC145152和MC1648芯片为核心,采用锁相频率合成技术来实现电压控制LC振荡器的设计思路、方法及指标测试。本系统可以产生高稳定度的正弦信号,输出频带在5~25 MHz范围内,并实时显示;输出频率的稳定度达到10-3以上。该系统在通信领域有广泛的应用前景。     

一种L、S波段微机械压控振荡器

报道了一种中心频率为2GHz的电感电容(LC)压控振荡器,其谐振回路由微机械可变电容和键合线电感构成。微机械可变电容采用与集成电路兼容的表面微机械工艺制造,在2GHz时其Q值约为32.6,当调节电压从0V增大到12V时,电容量变化范围为25%。通过键合技术将微机械可变电容与有源电路集成在一起,制备了MEMSVCO器件,测试结果表明,载波频率为2.004GHz时,VCO的单边带相位噪声为-103.5dBc/Hz@100kHz,输出功率为12.51dBm。调频范围约为4.8%。     

推-推压控振荡器的仿真设计

在对构成推-推振荡器的基本振荡单元进行常规奇偶模分析的基础上,采用添加辅助信号源的方法,对合成后的频率调谐特性、输出功率及基波抑制特性进行了仿真模拟。并利用负载牵引法对二次谐波匹配网络进行了优化。根据仿真结果设计的X波段推-推压控振荡器,采用封装硅晶体管及砷化镓变容管,在1GHz调谐带宽内,输出功率2～8dBm。     

Design of a PLL with improved locking range and its biomedical applications

This paper describes a phase locked loop employing a low voltage VCO using modified ECL inverter cells. The VCO circuit employed, features a positive feed back scheme to improve the operating frequency. The phase detector used in the PLL also uses a positive feedback scheme to improve the locked range and to reduce supply voltage of operation of the entire circuit. An improvement of locked range of around 35% was obtained from circuit simulation (using PSPICE) as well as from practical circuit, using discrete components. The minimum supply voltage required here is 2.5 volts. Some biomedical applications of this PLL are also proposed.     

Design of a three-stage ring-type voltage-controlled oscillator with a wide tuning range by controlling the current level in an embedded delay cell

This paper presents a new design for a three-stage voltage-controlled differential ring oscillator embedded with a delay cell for a wide tuning range from 59 MHz to 2.96 GHz by adjusting the current level in the delay cell. The ring oscillator consists of a voltage-to-current converter, coder circuit, three-stage ring with delay cells, and current monitoring circuit to extend the tuning range of the proposed voltage-controlled oscillator. Each functional block has been designed for a minimum power consumption using the TSMC 0.18 μm CMOS technology. We simulate the performances of the proposed voltage-controlled oscillator in terms of phase noise, power consumption, tuning range, and gain. Our simulation results show that the proposed oscillator has the linear frequency–voltage characteristics over a wide tuning range. At each tuning range (mode), the calculated phase noise of the proposed ring oscillator at each tuning range (mode) was −87, −85, −81, and −79 dBc/Hz at a 1 MHz offset from the center frequency. The DC power of the proposed voltage-controlled oscillator consumed 0.86–3 mW under a 1.8 V supply voltage.     

新型阻变存储器内的电压解决方案

相对于现在流行的FLASH型存储器,新型阻变存储器(resistive-RAM,RRAM)有很多优势,比如较高的存储密度和较快的读写速度。而针对RRAM的读写操作特性,提出了一种适用于新型阻变存储器的提供操作电压的电路。该方案解决了新型存储器需要外部提供高于电源电压的操作电压的问题,使得阻变存储器能应用于嵌入式设备。同时,对工艺波动和温度波动进行补偿,从而降低了阻变存储器的读写操作在较差的工艺和温度环境下的失败概率,具有很强的实际应用意义。该设计采用0.13μm标准CMOS 6层金属工艺在中芯国际(SMIC)流片实现,测试结果表明,采用此电路的RRAM能正确地进行数据编程和擦除等操作,测试结果达到设计要求。     

多标准兼容的宽带压控振荡器设计的比较

采用ADS仿真分析的方法,对多标准兼容的宽带压控振荡器中广泛采用的NMOS结构和互补结构的性能差异进行了比较,分析了采用一种改进型的开关电容阵列后对多标准兼容的宽带压控振荡器的性能的提高.     

版图邻近效应的高精度标准单元波动检测电路

随着集成电路的发展,工艺尺寸进一步微缩,工艺波动导致的器件波动对电路性能以及可靠性的影响越来越严重.版图邻近效应就是先进工艺下影响工艺波动的重要因素.为了应对先进工艺下版图邻近效应(LPE)的影响,代工厂需要确立器件波动最小且最优标准单元版图.如何精确测量相同标准单元的不同版图的器件波动具有很大的挑战.提出了一个高分辨率、高速且测试便利的器件波动检测电路,用来对6种优化LPE引入的器件波动影响的标准单元版图进行测试.电路在28 nm工艺上进行了流片验证,电路面积为690 μm×350 μm,并对全晶圆进行了测试.通过分析NMOS和PMOS的测试结果,对比了不同版图形式应对LPE影响的效果,进而为代工厂设计和优化标准单元版图,尽可能减小LPE引入的器件波动提供参考.     

HBT电压控制振荡器的相位噪声

研究了电压控制振荡器（ＶＣＯ）的相位噪声与构成该振荡器的有源器件的低频噪声的关系,测试了ＳｉＢＪＴ、ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ ＨＢＴ和ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ ＨＢＴ的低频噪声,并分析了各自低频噪声产生的原因,提出了选择ＧａＩｎＰ／ＧａＡｓ ＨＢＴ ＶＣＯ来实现微波固体振荡器低相位噪声化这一发展方向。     

振动对SYK801型SAW VCO 频谱性能的影响

对ＳＹＫ８０１型声表面波压控振荡器（ＳＡＷ ＶＣＯ）在振动条件下的输出频谱性能进行了初步的探索和研究。介绍了这类型振荡器的振动灵敏度系数的表达式,初步分析影响振动灵敏度系数的主要因素,提出改善振动性能的技术措施。测试结果表明所采取的技术措施对改善振荡器的振动性能是有效的。     

A coin-battery-powered LDO-Free 2.4-GHz Bluetooth Low Energy/ZigBee receiver consuming 2 mA

This paper describes a 1.5-V low dropout regulator (LDO)-free ultra-low-power 2.4-GHz CMOS receiver for direct-powering through a coin battery. By effective merging the quadrature low noise amplifier (LNA), in phase and quadrature (I/Q) mixers, a voltage controlled oscillator (VCO) and a trans-impedance amplifier (TIA) in one cell, while removing the LDO, we fully utilize the available 1.5-V voltage supply for current-reuse between blocks, minimizing the dc current consumption. Specifically, a quadrature LNA operating as both common-source and common-drain provides the I/Q outputs in the signal path. Forward-body-bias applied to the transconductance stage of the I/Q mixers relaxes their voltage headroom consumption. Prototyped in 180-nm CMOS, the receiver exhibits a conversion gain (CG) of 23 dB, a noise figure (NF) of 13.8 dB and an input-referred 3rd-order intercept point (IIP3) of −14 dBm while consuming only 2 mA. The phase noise of the VCO is −118.5 dBc/Hz at 2.5 MHz offset. The low-cost technology and low current consumption renders the receiver suitable for Internet of Things (IoT) devices using the Bluetooth Low Energy (BLE) or ZigBee standards.     

多相位低相位噪声5GHz压控振荡器的设计

采用TSMC 0.18μmCMOS工艺实现了全差分相位差为 450 的 LC低相位噪声环形压控振荡器电路。芯片面积 1.05 mm×1.00 mm。当仅对差分输出振荡信号的一端进行测试时, 自由振荡频率为5.81 GHz, 在5 MHz频偏处的相位噪声为-101.62 dBc/Hz。     

95GHz低相噪锁相源技术研究

基于毫米波锁相源相位噪声理论,明确指出采用低相位噪声的微波频率源可以有效改善毫米波锁相源相噪指标。利用低相位噪声的微波倍频源,结合谐波混频方式,设计出95GHz低相位噪声锁相频率源。测试结果表明,其相位噪声可以低至-90.44dBc/Hz@10kHz,验证了该设计方案的可行性。     

由RTD/MOSFET构成的压控振荡器的设计与实现

提出了一种基于负阻器件共振隧穿二极管(RTD)与MOSFET结合的新型压控振荡器(VCO),并利用了高级设计系统(ADS)软件对该振荡器的可行性进行了电路仿真,利用分立RTD、MOSFET器件实现了此种VCO,实际调频范围在20～26 MHz之间。RTD与三端器件的连接方式不同可呈现不同的调制I-V特性,这种调制特性对基于RTD的振荡电路的频率也会产生影响。通过深入研究这种调制对振荡电路频率产生的影响,得到多种不同于常规方法的电压控制频率方式,其中一些具有很好的线性度。因此该电路的研究对于RTD在高频、高速振荡电路中的进一步应用具有重要意义。