一种带有开关电流源的低相噪压控振荡器

提出一种带有开关电流源的电感电容压控振荡器（LC VCO）。该技术通过反馈电容将电感电容压控振荡器的输出耦合到电流源,形成了电流源的开关特性,从而减小了电感电容压控振荡器的相位噪声。提出的电感电容压控振荡器采用华虹 NEC的0.18μm SiGe BiCMOS工艺,工作频率为5.7 GHz,相位噪声为-113.0 dBc/Hz@1MHz,功耗为2.3 mA。在其他性能相同的情况下,提出的电感电容压控振荡器的振荡频率比典型的电感电容压控振荡器的相位噪声小4.5 dB。     

低相位噪声压控振荡器的设计及仿真

随着通信技术对射频收发机性能要求的提高,高性能压控振荡器已成为模拟集成电路设计、生产和实现的关键环节.针对压控振荡器设计过程中存在相位噪声这一核心问题,采用STMC 0.18μm CMOS工艺,提出了一种1.115GHz的电感电容压控振荡器电路,利用Cadence中的SpectreRF对电路进行仿真.仿真结果表明:在4~6V的电压调节范围内,压控振荡器的输出频率范围为1.114 69~1.115 38GHz,振荡频率为1.115GHz时,在偏离中心频率10kHz处、100kHz处以及1MHz处的相位噪声分别为-90.9dBc/Hz,-118.6dBc/Hz,-141.3dBc/Hz,以较窄的频率调节范围换取较好的相位噪声抑制,从而提高了压控振荡器的噪声性能.     

应用于IMT-A和UWB系统的0.13μm CMOS宽带压控振荡器设计

基于TSMC 0.13μm CMOS工艺设计并实现了应用于IMT-Advanced和UWB系统的双频段宽带频率合成器中的电感电容压控振荡器(LC-VCO)。此压控振荡器的设计采用了开关电流源、开关交叉耦合对和噪声滤波等技术,以优化电路的相位噪声,功耗,振荡幅度,调谐范围等性能。为达到宽的调谐范围,核心电路采用了4比特可重构的开关电容调谐阵列。整个芯片包括焊盘面积为1.11′0.98 mm₂。测试结果表明,在1.2V电源电压下,两个频段压控振荡器所消耗的电流分别为3mA和4.5mA,压控振荡器的调谐范围为3.86~5.28GHz和3.14~3.88GHz。在振荡频率3.5GHz和4.2GHz上,1MHz频偏处,压控振荡器的相位噪声分别为-123dBc/Hz与-119dBc/Hz。     

5GHz0.18μm CMOS宽带LC VCO

采用0.18μm RF CMOS工艺,设计了一个5GHz的宽带电感电容压控振荡器。该压控振荡器的电路结构选用互补交叉耦合型,采用噪声滤波技术降低相位噪声,并采用开关电容阵列扩展其调谐范围。后仿真结果表明,实现了4.44～5.44GHz的宽调谐。振荡器的电源电压为1.8V,工作电流为2.78mA,版图面积为0.37mm2。     

基于CMOS工艺的低相位噪声LC压控振荡器

介绍了一种用于锁相环型频率合成器的单片集成LC压控振荡器。该压控振荡器在传统的电路结构基础上进行了改进,在保证调谐范围的前提下,有效地降低了相位噪声。压控振荡器使用了片上集成螺旋电感,采用中芯国际(SMIC)0.35μm 1P6M混合信号CMOS工艺。测试结果表明,该压控振荡器的可调频率为3~3.55 GHz,在3.55 GHz中心频率附近的相位噪声达到-128 dBc/Hz(600 kHz),整个压控振荡器的工作电压为3.3 V,工作电流为13 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。     

一种基于CMOS工艺的低相噪压控振荡器的设计

基于标准CMOS工艺,设计了一款适用于无线通信的基于标准CMOS工艺的频带压控振荡器,该芯片的中心频率2.8 GHz,芯片面积0.5×0.5 mm²,典型功耗为11 mA@3.3 V。测试结果表明,在0.8 V～2.5 V的电压调节范围内,压控振荡器输出频率范围为2.3 GHz ～3.3 GHz,通过电容阵列实现了1 GHz的调谐带宽,在2.8 GHz频率时的典型相位噪声为-81 dBc/Hz@10 kHz,压控振荡器的典型增益为40 MHz/V。     

CMOS电感电容压控振荡器中对称噪声滤波技术的研究

提出一种基于CMOS电感电容压控振荡器的对称噪声滤波技术。仿真结果表明．对称噪声滤波技术能够在相同的功耗下改善相位噪声6dB。应用对称噪声滤波技术设计一个4．8GHz压控振荡器，在0．25μm CMOS工艺上制造，测试结果表明在偏离载波1MHz时相位噪声为-123．66dBc／Hz，整个振荡器的功耗仅为12mW，与同类型的压控振荡器比较，取得很好的PFTN指标。     

基于超谐波注入锁定的低相噪QVCO的设计

对基于注入锁定的正交压控振荡器(QVCO)电路进行了研究和分析,设计了一个低相位噪声、低相位误差的QVCO电路,该电路由两个电感电容压控振荡器(LC VCO)在正交相位进行超谐波耦合,通过一个频率倍增器在交叉耦合对的共模信号点注入同步信号.通过对相位误差公式的推导,提出了降低相位误差的方法,由于该电路在共模点采用二倍频取样,抑制了尾电流的闪烁噪声,降低了相位噪声.电路基于TSMC 0.18 μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现,测试结果表明,当谐振频率从4.5 GHz调谐到4.9 GHz时,在电源电压为1.8V时,电路消耗功率为13 mW,1 MHz频偏处的单边带(SSB)相位噪声为-129.95 dBc/Hz,与传统的QVCO相比,噪声性能得到了改善.     

10GHz 0.25μm CMOS LC压控振荡器

采用标准0.25μm CMOS工艺实现了10GHz LC压控振荡器.为了适应高频工作,并实现低相位噪声,该压控振荡器采用了手动优化的带中心抽头的对称电感,将A-MOS变容二极管与无源金属-绝缘层-金属电容串联,并采用了带LC滤波器的尾电流源.测试结果显示,当振荡频率为10.2GHz时,在1MHz频偏处相位噪声为-103.2dBc/Hz,调谐范围为11.5%. 供电电压为3.3V时,核心电路功耗为9.0mW. 芯片面积为0.67mm×0.58mm.     

一种UHF频段小数分频频率综合器设计与实现

基于130 nm CMOS工艺设计了一款特高频(UHF)频段的锁相环型小数分频频率综合器.电感电容式压控振荡器(LC VCO)片外调谐电感总值为2 nH时,其输出频率范围为1.06～1.24 GHz,调节调谐电感拓宽了频率输出范围,并利用开关电容阵列减小了压控振荡器的增益.使用电荷泵补偿电流优化了频率综合器的线性度与带内相位噪声.此外对电荷泵进行适当改进,确保了环路的稳定.测试结果表明,通过调节电荷泵补偿电流,频率综合器的带内相位噪声可优化3 dB以上,中心频率为1.12 GHz时,在1 kHz频偏处的带内相位噪声和1 MHz频偏处的带外相位噪声分别为-92.3和-120.9 dBc/Hz.最小频率分辨率为3 Hz,功耗为19.2 mW.     

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。     

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。     

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4.224GHz正交压控振荡器的设计

设计了一种应用于MB-OFDM UWB射频频率综合器的工作于4.224GHz的正交压控振荡器(QVCO),并采用0.18μm RF-CMOS工艺进行了设计实现.该Qvco通过改进结构能够得到更好的相位噪声.通过改变MOS变容管的接入方法实现了更好的压控增益线性度,并采用了新的低寄生电容、低导通电阻的数控电容阵列结构来补偿工艺变化带来的频率变化.测试结果表明,该QV-CO在4.224GHz附近的100kHz频偏处的相位噪声为-90.4dBc/Hz,1MHz频偏处的相位噪声为-116.7dBc/Hz,整个QVCO电路功耗为10.55mW,电源电压为1.8V.     

低相位噪声HBT单片压控振荡器的设计

与传统的硅双极晶体管(Si BJT)相比,异质结双极晶体管(HBT)具有特征频率高、1/f噪声小的优点,可以用在微波频段内的单片集成电路设计中。采用异质结双极晶体管(HBT)设计一种低相位噪声HBT单片VCO电路,芯片电路测试结果:电压控制频率范围fo=8.0~9.5 GHz;输出功率Pout=7~9.5 dBm;在偏离振荡中心频率foffset为100 kHz时相位噪声Pn=-106 dBc/Hz。     

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.     

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...     

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...