振荡器时变相位噪声分析技术研究进展

介绍了两种射频振荡器的时变相位噪声模型:Demir&Mehrotra的非线性扰动模型和Hajimiri&Lee的时变相位噪声模型。对一个简单的非线性电导LC振荡器,分别建立了这两种模型,并指出了两种模型的联系和区别。讨论了两种模型的计算方法,介绍了在EDA软件HSpice和SpectreRF下,以及频域中相位噪声的计算问题。最后,进一步讨论了时变相位噪声,指出相位噪声分析的难点和未来的发展方向。     

基于非线性扰动分析的振荡器相位噪声研究

介绍了Jayanta Mukherjee的振荡器相位噪声理论,该理论基于非线性扰动分析,利用数值解析与电路参数相结合的方式对相位噪声进行研究,分析了不同种类噪声源的影响。设计了理想振荡器和交叉耦合差分压控振荡器进行电路验证分析。把数值解析得到的相位噪声与实际电路仿真结果进行比较,验证了非线性扰动分析在相位噪声研究中的有效性,进一步揭示了相位噪声的物理含义。     

振荡器基极电阻引起的相位噪声分析

随着近几年无线通讯系统的蓬勃发展,推动了无线收发机的研究与开发。振荡器是无线收发机的关键模块,作为收发机中的本地振荡源进行频率转换和信道选择。相位噪声是振荡器的重要性能指标,对振荡器有着至关重要的影响。近些年,大多研究的是1/f区域的相位噪声,而对1/f2区域的相位噪声则很少涉及。在Hajimiri和Lee提出的线性时变模型的基础上,推导由基极电阻热噪声引起的相位噪声表达式,并通过仿真验证该方法的可行性。     

超低相位噪声LC压控振荡器的设计

研制出了超低相位噪声压控振荡器,在保证调谐范围的前提下,采取各种措施有效降低了压控振荡器的相位噪声.设计的压控振荡器采用普通环氧板材,表面贴装工艺,国际标准封装,成本低、人工调试量小,适合规模生产.结果表明该产品的频率为796～857 MHz,调谐带宽61 MHz,调谐电压1.8～4.5 V,调谐灵敏度22.5 MHz/V,相位噪声达到-115 dBc/Hz@10 kHz,产品已达到国际各大同类产品的水平.     

宽带LC压控振荡器的相位噪声优化设计

采用0.35 μm BiCMOS工艺,设计了一款基于开关电容阵列结构的宽带LC压控振荡器.同时分析了电路中关键参数对相位噪声的影响.基于对VCO中LC谐振回路品质因数的分析,优化了谐振回路,提高了谐振回路的品质因数以降低VCO的相位噪声.采用噪声滤波技术,减小了电流源晶体管噪声对压控振荡器相位噪声的影响.测试结果表明,优化后的压控振荡器能够覆盖1.96～2.70 GHz的带宽,频偏为100 kHz和1 MHz的相位噪声分别为-105和-128 dBc/Hz,满足了集成锁相环对压控振荡器的指标要求.     

不同类型噪声作用下振荡器的相位噪声分析

相位噪声是振荡器最重要的性能指标.文中从描述振荡器的非线性微分方程出发,提出将噪声作为非线性微分方程的一项,通过建立随机非线性微分方程来分析振荡器的相位噪声,为振荡器的相位噪声提出了一种新的分析方法.用这种方法,在相同强度下,针对白噪声分别为加性和乘性的情形,分析其产生的相位噪声,得出了乘性噪声产生的相位噪声远大于加性噪声所产生的相位噪声的结论.     

射频应用的压控振荡器相位噪声的研究

相位噪声是压控振荡器（VCO）的关键参数之一。本文阐述了VCO相位噪声的特性，分析了时不变和时变两种相位噪声模型，给出了优化相位噪声的方法。     

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。     

双晶体谐振器振荡器的相位噪声特性

本文详细地讨论了双晶体谐振荡器（双晶振荡器）的相位噪声特性。对于闪变噪声而言，由于双晶体谐振器短期频率噪声的互不相干性，噪声指标将得到１０ｌｏｇ２或２０ｌｏｇ２的改善，对于白底噪声而言，由于双晶体谐振器总驱动电平的增加，噪声指标将得到１０ｌｏｇ２的改善。双晶振荡器的实验数据也证实了上述的理论，同时，本文还给出了双晶振荡器的温补特性和宽压控频率范围特性。     

低相位噪声微波振荡器设计

针对Ka和Ku波段上、下变频装置对微波振荡器低相位噪声和小型化的要求,该文采用单环锁相式频率合成技术完成了微波振荡器的设计,并对锁相环的相位噪声进行了理论计算。分析了鉴相频率、鉴相器灵敏度和环路带宽对锁相环输出相位噪声的影响,根据分析结果对微波振荡器电路参数合理选择,同时兼顾了低相位噪声与小型化的设计要求。测试结果表明,振荡器的相位噪声指标与理论计算一致,各项指标均达到要求,可满足实际工程应用。     

一种改进的差分环型振荡器相位噪声模型

在Razavi模型和Weigandt模型的基础上,提出了一种改进的差分环型振荡器相位噪声模型.新模型考虑了环振非线性对相位噪声的影响,从新的角度讨论了相位噪声的三种发生机制和影响,讨论了闪烁噪声的优化方法,得到了新的相位噪声模型,并依此着重分析了对管尺寸和环振级数对相位噪声的影响.最后,分析了低噪声设计的一些原则.采用CSM0.35μm工艺进行了流片验证,模型与测试结果能够很好地吻合     

利用锁相技术解决原子钟的相位噪声问题

本文以原子钟作为参考源,把传统倍频技术和锁相倍频技术进行了对比试验,给出了试验结果,证实利用锁相技术可以解决原子钟的相位噪声问题。     

Fast Oscillator Phase Noise Estimation Based on AC Analysis

A phase noise simulation method is discussed that is capable of estimating oscillator phase noise using standard AC analysis. Although its accuracy and scope are lower compared to available commercial tools, the simulation method has a number of useful and distinctive properties, including speed and good convergency. Moreover, its is ideally suited to numerically verify insightful behavioral models of oscillators. The principle of AC-based phase noise analysis is reduction of the open-loop gain in an oscillator to a value (1 − ε), with arbitrary but small ε. When the oscillator is simulated using AC noise analysis for a small ε, the simulated output noise spectrum has a Lorentzian shape. By taking a noise value reading at an offset frequency f_m on the −6 dB per octave part of this curve, dividing it by the carrier and subtracting 3 dB to remove the AM noise contribution, a value for L(f_m) is obtained. Two simulation examples, one numerically verifying a behavioral model, and one predicting phase noise of a measured 3.6 GHz LC oscillator, illustrate the practical use of the simulation method. In addition, the AC-based phase noise simulation of a two-integrator oscillator is briefly discussed.     

微波超低相噪光电振荡器的实验研究

微波光子学将对未来雷达技术发展产生重要影响。微波光电振荡器是一种新颖的、有发展前途的高质量微波信号源,将是振荡器领域的革命性突破。分析了微波光电振荡器工作原理,结果表明,环路中各部件的低噪声、环路高增益和环路等效长时延是实现光电振荡器低相位噪声的有效技术路径。给出了一种双回路X波段低相位噪声光电振荡器的实验研究结果,与高性能电子频率合成器和国际先进光电振荡器进行了对比。对比结果表明,光电振荡器噪声基底较传统高性能电子频综器有极大的性能优势,而近载频相位噪声较传统高性能电子频综器的性能有待进一步提高,主要原因是光电器件的温度特性漂移较大。最后对未来的技术发展路径进行了讨论与展望。     

Ku波段低相噪锁相介质振荡器

应用取样锁相技术对Ku波段低相噪锁相介质振荡器进行了研究,对取样锁相技术的工作原理和电路特性进行了分析,阐述了取样锁相环路的设计过程.对制成的实物进行了测试和调试,取得了预期的相位噪声指标.实验结果表明,该取样锁相源的频率为17GHz,输出功率≥10dBm,杂波抑制比≥70dBc,相位噪声-103dBc/Hz@1kHz, -107dBc/Hz@10kHz, -110dBc/Hz@100kHz, -128dBc/Hz@1MHz.     

微波超低相噪光电振荡器

介绍了一种基于光纤收发系统的新型微波振荡器.这种光电振荡器由两个反馈光纤延时环组成,各环路中包括光纤、光电探测器、放大器、滤波器和功分器/合成器.光电振荡器具有超低相噪、频谱纯、工作频率高和稳定度高的特点,可广泛应用于微波系统和光纤通信系统.     

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。