一种基于新型电容阵列的低功耗低相位噪声数字控制振荡器

摘要： 利用0.18CMOS六层金属工艺实现了一个全集成的低功耗低相位噪声的数字控制振荡器,该数字控制振荡器谐振回路由中央抽头对称螺旋电感和电容阵列构成。文中介绍并实现了一种新型的改变电容的方法。该方法在不需要改变接入谐振回路电容的数量而通过改变其互联拓扑关系来实现。测试结果表明,在1.8V电源电压下,核心模块消耗4.8mA的电流,相位噪声在1MHz频偏处为-122.5dBc/Hz。在1.6V的低电源电压,消耗约4mA的电流情况下,1MHz频偏处相位噪声仍可达到-121.5dBc/Hz. 同时,电源推挽度小于10MHz/V。     

全集成低功耗低相位噪声差分LC压控振荡器设计

介绍了一个针对全球定位系统接收机的全集成差分LC压控振荡器设计.该设计采用互补交叉耦合晶体管对结构,去掉了尾电流源以消除其热噪声对相位噪声的影响.考虑到低功耗低相位噪声表现,文中给出设计步骤.该设计经台积电0.18 μm射频CMOS工艺进行流片验证.在1.5 V的供电电压下,VCO振荡于3.14 GHz,仅消耗1.2 mA.在频偏600 kHz和1 MHz的情况下,其相位噪声分别为-113 dBc/Hz和-118 dBc/Hz.     

使用新注入锁定技术的低相位噪声正交振荡器

提出了一种利用新注入锁定技术的低相位噪声正交振荡器,激励信号直接注入子谐波振荡器的共源连接点.原理上,正交振荡器的相位噪声性能会比子谐波振荡器的相位噪声性能好.该正交振荡器已经采用0.25μmCMOS工艺实现,测试结果表明该正交振荡器的振荡频率约为1.13GHz,在偏离振荡频率1MHz处的相位噪声约为-130dBc/Hz.该振荡器采用2.5V电源电压,消耗的电流约为8.0mA.     

一种基于注入锁定环形振荡器的时钟产生电路

提出了一种基于谐波注入锁定数控环形振荡器的时钟产生电路。采用注入锁定技术,极大地抑制了环形振荡器的相位噪声。在频率调谐环路关断的情况下,数控式振荡器可以正常工作,与需要一直工作的锁相环相比,大大节省了功耗。分析了电路的参考杂散性能。在65 nm CMOS工艺下进行流片测试,芯片的面积约为0.2 mm²。测试结果表明,设计的时钟产生电路工作在600 MHz时,1 MHz频偏处的相位噪声为-132 dBc/Hz,在1 V的电源电压下仅消耗了5 mA的电流。     

应用于DRM/DAB接收机的压控振荡器设计

论文基于SMIC0.18umCOMS工艺,设计一种宽频低功耗低相位噪声的CMOS压控振荡器,电路采用差分LC振荡器,同时采用积累型MOS可变电容、缓冲电路及经改良的开关电容阵列,以降低功耗和相位噪声,由仿真结果可知,电路频率调谐范围为2.5G~3.1G,频偏为1MHz时相位噪声分布在-118dBc/Hz~-122dBc/Hz,工作电流小于10mA,满足设计要求,可应用于DRM/DAB接收机。     

基于电感电容振荡器的电荷泵锁相环的设计

设计并实现了一种采用电感电容振荡器的电荷泵锁相环,分析了锁相环中鉴频/鉴相器(PFD)、电荷泵(CP)、环路滤波器(LP)、电感电容压控振荡器(VCO)的电路结构和设计考虑。锁相环芯片采用0.13μm MS&RF CMOS工艺制造。测试结果表明,锁相环锁定的频率为5.6～6.9 GHz。在6.25 GHz时,参考杂散为-51.57 dBc;1 MHz频偏处相位噪声为-98.35 dBc/Hz;10 MHz频偏处相位噪声为-120.3 dBc/Hz;在1.2 V/3.3 V电源电压下,锁相环的功耗为51.6 mW。芯片总面积为1.334 mm2。     

UHF RFID阅读器中恒定调谐增益LC-VCO设计

设计了一种应用于UHF RFID阅读器的恒定调谐增益LC-VCO。VCO采用互补交叉耦合结构实现较高电源利用效率,偏置电路采用电压调节结构有效抑制电源引入的噪声。提出创新的分布式偏置容抗管阵列,以实现恒定调谐增益。电路采用TSMC 0.18μm CMOS RF工艺设计。仿真结果表明,VCO的频率调谐范围为1.61~2.03GHz,在1MHz频偏处,相位噪声为-127dBc/Hz,电源电压1.8V,电路消耗的总电流为3.4mA。电路在保证低相位噪声和低电源噪声灵敏度的同时,工作频带内调谐增益的变化控制在±7%以内。     

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.     

UHF RFID阅读器中恒定调谐增益LC-VCO设计

设计了一种应用于UHF RFID阅读器的恒定调谐增益LC-VCO。VCO采用互补交叉耦合结构实现较高电源利用效率,偏置电路采用电压调节结构有效抑制电源引入的噪声。提出创新的分布式偏置容抗管阵列,以实现恒定调谐增益。电路采用TSMC 0.18 μm CMOS RF工艺设计。仿真结果表明,VCO的频率调谐范围为1.61～2.03 GHz,在1 MHz频偏处,相位噪声为-127 dBc/Hz,电源电压1.8 V,电路消耗的总电流为3.4 mA。电路在保证低相位噪声和低电源噪声灵敏度的同时,工作频带内调谐增益的变化控制在±7%以内。     

使用新注入锁定技术的低相位噪声正交振荡器

提出了一种利用新注入锁定技术的低相位噪声正交振荡器,激励信号直接注入子谐波振荡器的共源连接点.原理上,正交振荡器的相位噪声性能会比子谐波振荡器的相位噪声性能好.该正交振荡器已经采用0.25μmCMOS工艺实现,测试结果表明该正交振荡器的振荡频率约为1.13GHz,在偏离振荡频率1MHz处的相位噪声约为-130dBc/Hz.该振荡器采用2.5V电源电压,消耗的电流约为8.0mA.     

六毫米波段注入锁定振荡器

本文描述一种六毫米波段注入锁定振荡器.该振荡器由耿管振荡器、环行器、锁相参考源组成,耿管振荡器采用背腔式稳频和谐振帽电路结构,输出端经环行器与高稳定度锁相源连接.注锁振荡器的输出功率大于60mW,振荡频率为46.1GHz,偏离载频10kHz处,单边带(SSB)相位噪声≤-71.7dBc/Hz,杂波≤-40dB.     

CMOS集成电路中振荡器的设计及性能分析

本文讨论在CMOS集成电路设计中,常用到的三种振荡器,计算它们的振荡周期,并对电路进行了仿真及性能分析。     

寄生不灵敏的开关电容三相振荡器

本文提出并讨论了两种使用开关电容技术设计振荡器的新方法。设计出的振荡器产生三相对称正弦信号,在通信、信号处理等领域有广泛应用。本文使用了两类RC振荡器作为模拟振荡器原型:一类是SD振荡器,另一类是三状态变量振荡器。由此实现的SC振荡器均易于集成,其振荡频率与时钟频率的关系是线性的,并具有电路特性对寄生电容不灵敏,电容比较小的显著特点。文中给出了比较结果和实验结果。实验结果与理论值相符。     

一种具有深度二次谐波抑制的微波振荡器

微波振荡器作为通信系统中的关键器件,已经被广泛地研究和设计。因此,设计具有优秀性能的微波振荡器是至关重要的。提出一种具有深度二次谐波抑制性能的新型微波负阻型振荡器。该设计的新颖性在于利用一个装配于双极结型晶体管射极的并联结构(由一段短微带线和电容并联组成)来实现二次谐波抑制。该结构作为振荡器基波信号的反馈元件,同时作为二次谐波处的带阻结构。因为二次谐波没有反馈回路(接地),所以能被极大地抑制。更重要的是在振荡器的输出端无额外的滤波器来抑制二次谐波,这使得电路尺寸得以减小。给出了一个振荡器设计实例,并给出其测试结果来论证理论的正确性。测试结果表明相较于传统振荡器的二次谐波抑制度有25 dB 的提高。     

单模光折变振荡器的输出及稳定特性（φ_0≠π／2）

在泵浦光非衰减的近似条件下给出了单模环形光折变振荡器中信号光随时间的演化方程，在此基础上得到了定态输出光强和频率牵引关系，并把非局域相位移动人作为可变参数，系统地分析了它对定态输出的影响。另外线性稳定性分析表明，单模光折变振荡器具有良好的稳定特性。     

A low-power and low-phase-noise LC digitally controlled oscillator featuring a novel capacitor bank

A monolithic low-power and low-phase-noise digitally controlled oscillator(DCO) based on a symmetric spiral inductor with center-tap and novel capacitor bank was implemented in a 0.18μm CMOS process with six metal layers.A third new way to change capacitance is proposed and implemented in this work.Results show that the phase noise at 1 MHz offset frequency is below -122.5 dBc/Hz while drawing a current of only 4.8 mA from a 1.8 V supply. Also,the DCO can work at low supply voltage conditions with a 1.6 ...     

一种实用的电压控制环形振荡器

本文介绍了两种在集成电路中得到广泛应用的、作为内部时钟源的环形振荡器；RC环形振荡器和电压控制环形振荡器，并对引起振荡频率变化的关键因素进行了分析。     

5 GHz 0.18 μm CMOS工艺正交输出VCO

文章采用全开关状态的延时单元和双延时路径两种电路技术设计了一种高工作频率、低相位噪声的环形振荡器.环路级数采用偶数级来获得两路相位相差90 ℃的正交输出时钟.采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺进行流片,电压控制振荡器(VCO)的频率范围为4.9～5.5 GHz,模拟的相位噪声为-119.3 dBc/Hz@5 M,采用1.8 V电源电压,核芯电路的功耗为30 mW, 振荡器核芯面积为60 μm×60 μm.     

Improved memristor-based relaxation oscillator

This paper presents an improved memristor-based relaxation oscillator which offers higher frequency and wider tunning range than the existing reactance-less oscillators. It also has the capability of operating on two positive supplies or alternatively a positive and negative supply. Furthermore, it has the advantage that it can be fully integrated on-chip providing an area-efficient solution. On the other hand, The oscillation concept is discussed then a complete mathematical analysis of the proposed oscillator is introduced. Furthermore, the power consumption of the new relaxation circuit is discussed and validated by the PSPICE circuit simulations showing an excellent agreement. MATLAB results are also introduced to demonstrate the resistance range and the corresponding frequency range which can be obtained from the proposed relaxation oscillator.     

三级Colpitts微波混沌振荡器的仿真研究

提出一种具有3级结构的微波Colpitts混沌振荡器,这种新的结构通过增加共基极组态的三极管抑制了电路中三极管寄生电容的负面影响,以提高微波Colpitts混沌振荡器的基本振荡频率和频带宽度。借助Matlab和HSPICE软件对新结构的理想非线性动力学模型和电路进行了时域和频域分析。选用截止频率为9 GHz的三极管时,模型的电路仿真结果表明,新结构的基本振荡频率可达到4.9 GHz;信号的频谱分布更为均匀平坦,10 dB带宽可以达到4.9 GHz。