应用于无线局域网的低压低功耗2.5GHz VCO设计

采用交叉耦合结构,利用TSMC 90nm 1P9M1.2V RFCMOS工艺设计的全集成LC压控振荡器(VCO),符合IEEE802.11b/g WLAN通信标准。调谐电压为0～1.2V,具有150MHz的调谐范围(2.44GHz～2.59GHz)。利用Mentor Graphics Eldo对该电路进行仿真,仿真结果显示,在2.5GHz工作频率处,相位噪声约为-122.3dBc/Hz@1MHz,功耗仅为1.9mW。     

高性能超低功耗的4.224GHz正交LC VCO

采用Jazz0.18μm RF CMOS工艺设计并实现应用于MB-OFDM超宽带频率综合器的4.224GHz电感电容正交压控振荡器。通过解析的方法给出了电感电容正交压控振荡器的模型,并推导出简洁的公式解释了相位噪声性能与耦合因子的关系。测试结果显示,核心电路在1.5V电源电压下,消耗6mA电流,频率调谐范围为3.566~4.712GHz;在主频频偏1MHz处的相位噪声为-119.99dBc/Hz,对应的相位噪声的FoM(Figure-of-Merit)为183dB;I、Q两路信号等效的相位误差为2.13°。     

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。     

1．3～2．2 GHz低噪声低功耗 CMOS LC VCO的设计

基于TSMC 0．18μm RFCMOS工艺,设计并实现了一个宽带低功耗低相位噪声的高性能压控振荡器（VCO）．为实现1．3～2．2 GHz调谐范围,VCO采用7‐bit（128根调谐曲线）固定电容阵列,同时也获得了超低的增益,降低了相位噪声．为弱化宽调谐范围带来的增益波动,VCO采用3‐bit可变电容阵列来提升低带曲线的斜率,以期与高带一致．为实现每根曲线的宽线性范围,可变电容采用分布式偏置电压技术．为降低相位噪声,还提出了一种输出零偏置架构以及电流源噪声滤除技术．测试结果表明,调谐电压的线性范围为0．2～1．6 V ;VCO输出频率范围为1．3～2．17 GHz ;高带调谐曲线叠合超过50％,低带超过80％;VCO增益仅为19 M Hz／V ;增益波动范围为13～25 M Hz／V ．当振荡频率为1312 M Hz ,1 M Hz 频偏处相位噪声为－116．53 dBc／Hz ;当振荡频率为2152 M Hz ,1 M Hz频偏处相噪为－112．78 dBc／Hz ．VCO功耗电流为1．2～3．2 mA ,电源电压为1．8 V ．提出的VCO既能提供51％的频率覆盖,又能实现低相位噪声,已经被成功应用于工业自动化无线传感网（WIA ）射频收发机芯片中．     

3.7 GHz宽带CMOS LC VCO的设计

设计了一款3.7 GHz宽带CMOS电感电容压控振荡器.采用了电容开关的技术以补偿工艺、温度和电源电压的变化,并对片上电感和射频开关进行优化设计以得到最大的Q值.电路采用和舰0.18 μm CMOS混合信号制造工艺,芯片面积为0.4 mm×1 mm.测试结果显示,芯片的工作频率为3.4～4 GHz,根据输出频谱得到的相位噪声为-100 dBc/Hz@1 MHz,在1.8 V工作电压下的功耗为10 mW.测试结果表明,该VCO有较大的工作频率范围和较低的相位噪声性能,可以用于锁相环和频率合成器.     

一种新颖的低功耗低相位噪声VCO设计

作为收发器的重要模块,与其他收发器模块相比,压控振荡器(VCO)消耗了大量能源。由于许多射频应用系统采用电池作为能源,如WiFi、蓝牙及物联网等系统,因此,在保持合理的系统性能的前提下,需尽量降低功耗。该文研究了标准VCO结构的性能,并提出了一种新的CMOS VCO电路结构。与传统的CMOS VCO相比,该文提出的CMOS VCO只需较少的外部偏置电流便可产生更高的跨导,因而可以消耗更低的功耗。在1.8 V电压供电下,该文提出的VCO仅消耗了2.9 mW,取得了-124.3 dBc/Hz@1 MHz的相位噪声。     

宽带低相噪CMOS LC VCO的设计

设计了一款宽带CMOSLCVCO,在分析VCO相位噪声来源的基础上,对VCO进行了结构优化和噪声滤除,并采用了开关电容阵列以增加带宽。电路采用0.18μmCMOS射频工艺进行流片验证,芯片面积为0.4mm×1mm。测试结果显示:芯片的工作频率为3.34～4.17GHz,中心频率为4.02GHz时输出功率是-9.11dBm,相位噪声为-120dBc/Hz@1MHz,在1.8V工作电压下的功耗为10mW。     

一个新结构低功耗2.5 GHz CMOS LC压控振荡器的设计

压控振荡器是锁相环电路的关键的组成部分之一,采用新的电流复用结构,可以明显降低该电路的功耗,而且由于没有尾电流,新结构还能有效改善电路的相位噪声.在TSMC 0.18 CMOS 1P6M工艺下的仿真结果表明:在1.25 V供电电压下振荡器的调节范围是2.26 GHz到2.76 GHz,在频偏1 MHz处的相位噪声为--130 dBc/Hz,平均功耗不超过1.2 mW.     

超宽带无线收发机中的正交LC VCO设计

基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计了一种可应用于MB-OFDM UWB无线收发机的宽带正交压控振荡器(QV-CO,Quadrature VCO).在研究VCO的相位噪声理论的基础上,采用了优化噪声的电路结构.此外,鉴于片上螺旋电感在VCO设计中的重要性,采用了一种快速选取工艺库螺旋电感的方法.仿真结果显示,QVCO的频率调谐范围为3.4～4.5 GHz,在1 MHz频率偏移处,相位噪声小于-119.6 dBc/Hz.在1.8 V电源电压下,电路总功耗为27 mw.     

差分LC VCO的设计方法

通过分析振荡器的两种典型相位噪声模型,给出了振荡器相位噪声与电路参数的关系。在此基础上,提出了优化VCO相位噪声的设计方法：设计高Q值电感;调整尾电流的大小;调整nMOS管和pMOS管的尺寸。文章最后给出了一个2．4GHz全集成VCO的设计,仿真结果表明在2．4GHz时VCO的相位噪声为-120．4dBc／Hz@600kHz,证明该方法对于VCO的设计具有较好的指导作用。     

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。     

3GHz低功耗低相位噪声的带自偏置电流源的LC压控振荡器

利用0.18μm CMOS工艺实现了一个全集成的工作于3GHz的低功耗、低相位噪声的压控振荡器,且带有自偏置电流源.通过对改进的电流源进行优化,在噪声与功耗之间达到了折中.该压控振荡器可工作于2.83至3.25GHz频段内,调谐范围达到13.8%.当工作于3.22GHz时,测得的相位噪声在1MHz频偏处为-111dBc/Hz.在1.8V电源电压下,核心模块消耗电流小于2mA.表明该电路适合5GHz的无线局域网接收机以及3.4至3.6GHz的全球微波互联接入(WiMAX)应用.     

3GHz低功耗低相位噪声的带自偏置电流源的LC压控振荡器

利用0.18μm CMOS 工艺实现了一个全集成的工作于3GHz的低功耗、低相位噪声的压控振荡器,且带有自偏置电流源. 通过对改进的电流源进行优化,在噪声与功耗之间达到了折中. 该压控振荡器可工作于2.83至.25GHz频段内,调谐范围达到13.8%. 当工作于3.22GHz时,测得的相位噪声在1MHz频偏处为-111dBc/Hz. 在1.8V电源电压下,核心模块消耗电流小于2mA. 表明该电路适合5GHz的无线局域网接收机以及3.4至3.6GHz的全球微波互联接入（WiMAX）应用.     

单片CMOS UHF RFID阅读器中低噪声LC VCO的设计

设计了一种应用于单片CMOS超高频射频识别阅读器中的低功耗、低相位噪声LC VCO。根据超高频射频识别阅读器的系统架构和协议要求,对本振相位噪声要求做出详细讨论;采用LC滤波器和低压差调压器分别对尾电流源噪声和电源噪声进行抑制,提高了VCO相位噪声性能。电路采用IBM 0.18μm RF CMOS工艺实现,电源电压3.3 V时,偏置电流为4.5 mA,中心频率为1.8 GHz,在频偏1 MHz处,相位噪声为-136.25 dBc/Hz,调谐范围为30%。     

用于微波通信的2.4 GHz压控振荡器优化设计

石英晶体微天平(QCM)是一种高灵敏度的传感器,通过建立QCM参数变化与被测粘弹性薄膜之间的关系,可以对其进行量化分析及表征。该文基于石英晶体本构方程,推导了在气相条件下,不考虑电容效应的粘弹性薄膜吸附的QCM等效BVD模型,给出了一个关于粘弹性薄膜物理性质的QCM等效参数与频率变化的显式表达,揭示了粘弹性薄膜的损耗模量和存储模量在气相中产生“额外质量效应”的物理现象。与Arnau给出的EBVD模型相比,该文推导的BVD模型具有更高的准确度。结果表明,该模型可被应用于气相粘弹性薄膜的特性分析。     

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.