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。     

4.2GHz 1.8V CMOS LC压控振荡器

基于Hajimiri提出的VCO相位噪声模型,分析了差分LC VCO电路参数对于相位噪声的影响。根据前面的分析,详细介绍了LC VCO电路的设计方法:包括高Q值片上电感的设计、变容MOS管的设计以及尾电流的选取。采用SMIC 0.18μm 1P6 M、n阱、混合信号CMOS工艺设计了一款4.2GHz 1.8V LC VCO。测试结果表明:当输出频率为4.239GHz时,频偏1MHz处的相位噪声为-101dBc/Hz,频率调节范围为240MHz。     

一种用于单片UHF RFID阅读器中的低相位噪声LC VCO设计

介绍了一种适用于UHF RFID(Radio Frequency Identification)阅读器的低相位噪声压控振荡器(VCO)电路.通过在传统的VCO电路中加入抑制电源噪声的regulator并在共模端加入平衡滤波电路对尾电流源的二次谐波分量进行抑制来降低1/f3区域的相位噪声,同时选取合适的电感值及其Q值使得VCO在1/f2区域也能获得较佳的相位噪声性能.同时,文中给出了本设计中使用的低噪声基准源电路.整个电路采用UMC0.18 μm MM/RF CMOS工艺实现,仿真与测试结果显示所提出的VCO结构和传统VCO相比几乎在所有区域内对相噪声均有5 dB的改善.本设计使用的电源电压为3.3 V,VCO中心频率为1.8 GHz,调谐范围约为11%,频偏1MHz处相位噪声约为-127 dBc/Hz,总电流约为7.2 mA.     

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.     

一种高性能宽带LCVCO的设计

基于TSMC 65nm CMOS工艺,采用电流偏置型差分负阻结构,设计了一个宽频率覆盖范围(7.6~10.7GHz)的电感电容谐振压控振荡器(LC VCO)。采用差分控制电压方式,减小共模噪声对VCO性能的影响。采用三组可变电容共同作用的方式,减小VCO增益随振荡频率的变化,同时实现频率的温度补偿。创新性地采用一种新型开关结构,在基本不增加面积的情况下,优化了LC VCO的相位噪声性能。将该LC VCO用于为4.2~5GHz双沿采样DAC提供时钟的锁相环电路,实现了良好的相位噪声性能。     

一种高性能宽带LC VCO的设计

基于TSMC 65 nm CMOS工艺,采用电流偏置型差分负阻结构,设计了一个宽频率覆盖范围(7.6 ~ 10.7 GHz)的电感电容谐振压控振荡器(LC VCO)。采用差分控制电压方式,减小共模噪声对VCO性能的影响。采用三组可变电容共同作用的方式,减小VCO增益随振荡频率的变化,同时实现频率的温度补偿。创新性地采用一种新型开关结构,在基本不增加面积的情况下,优化了LC VCO的相位噪声性能。将该LC VCO用于为4.2 ~ 5 GHz双沿采样DAC提供时钟的锁相环电路,实现了良好的相位噪声性能。     

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。     

1.9～5.7 GHz宽带低噪声BiCMOS LC VCO

设计了一种宽带、低相位噪声差分LC压控振荡器(VCO)。所设计的电路采用开关电容阵列和开关电感,实现了多波段振荡输出。对负阻环节跨导进行了优化设计,将热噪声控制在最小范围内,同时采用高品质因数片上螺旋电感,以减小电路的噪声干扰。采用台积电(TSMC)0.35μmSiGe BiCMOS工艺制作了流片,并进行了仿真和硬件电路实验。实测结果表明,当调谐电压为0～3.3 V时,可设定VCO工作在6个波段(1.9～2.1 GHz,2.1～2.4 GHz,2.4～3.0 GHz,3.0～3.4 GHz,3.4～4.2 GHz,4.2～5.7 GHz),此6波段连续可调,构成了1.9～5.7 GHz宽带VCO;VCO的中心频率为2.4 GHz、偏离中心频率为1 MHz时实测相位噪声为-111.64 dBc/Hz;在3.3 V电源电压下实测核静态电流约为1.8 mA,从而验证了宽带、低噪声BiCMOS LC VCO设计方案之正确性。     

一种用于Bluetooth发接器的倍频式VCO

介绍了一种适用于 Bluetooth发接器的 ,可以单片集成的倍频式压控振荡器 ( VCO)。这种 VCO由两部分组成 ,主 VCO的振荡频率是所需本振频率的一半 ,然后采用“注入锁频”原理对主 VCO的振荡频率进行倍频以产生本振信号。主 VCO和倍频电路都使用了片上集成螺旋电感 ,调谐用的变容元件使用 PMOS晶体管实现。经过版图设计和后仿真 ,在 TSMC0 .35 μm数字 COMS工艺 ,3.3V电源电压下 ,该 VCO在 2 .4GHz中心频率附近可以达到的相位噪声指标为 -1 2 5 d Bc/Hz( 60 0 k Hz) ,在输出摆幅为 60 0 m Vp- p时 ,功耗为 2 2 m W。     

2.5GHz低相位噪声CMOS LC VCO的设计

用0.35μm、一层多晶、四层金属、3.3V的标准全数字CMOS工艺设计了一个全集成的2.5GHz LC VCO,电路采用全差分互补负跨导结构以降低电路功耗和减少器件1/f噪声的影响.为了减少高频噪声的影响,采用了在片LC滤波技术.可变电容采用增强型MOS可变电容,取得了23%的频率调节范围.采用单个16边形的对称片上螺旋电感,并在电感下加接地屏蔽层,从而减少芯片面积,优化Q值.取得了在离中心频率1MHz处-118dBc/Hz的相位噪声性能.电源电压为3.3V时的功耗为4mA.