卫星电视天线射频电路中LC压控振荡器设计

设计了一款应用于卫星电视天线电路中低功耗、低相噪的宽带单片集成压控振荡器。该振荡器利用PMOS尾电流源和MIM电容阵列结构。在保证调谐范围的前提下,有效地降低了相位噪声。使得该压控振荡器实现了3.384～4.022 GHz频段的覆盖,在中心频率为3.7 GHz时,100 Hz和1 MHz频偏处的相位噪声分别为-90.4 dBc/Hz和-119.1 dBc/Hz,工作电压下为1.8 V,功耗仅为2.5 mW。     

射频卫星电视天线电路中LC压控振荡器设计

本文设计了一款应用于卫星电视天线电路中低功耗、低相噪的宽带单片集成压控振荡器。该振荡器利用PMOS尾电流源和MIM电容阵列结构。在保证调谐范围的前提下,有效的降低了相位噪声。使得该压控振荡器实现了3.384GHz~4.022GHz频段的覆盖,在中心频率为3.7GHz时,100Hz和1MHz频偏处的相位噪声分别为-90.4dBc/Hz和-119.1dBc/Hz,工作电压下为1.8V,功耗仅为2.5mW。     

CMOS低相位噪声压控振荡器的设计

基于65 nm CMOS标准工艺库,设计了一个工作频率在10 GHz的具有低相位噪声的CMOS电感电容型压控振荡器。该压控振荡器选用CMOS互补交叉耦合型电路结构,采用威尔逊型尾电流源负反馈技术来降低相位噪声。仿真结果表明,此压控振荡器工作频率覆盖范围为9.9~11.2 GHz,调谐范围为12.3%,中心频率为10.5 GHz,在频率偏移中心频率1 MHz下的相位噪声为-113.3 dBc/Hz,核心功耗为2.25 mW。     

一种面向IEEE 802.11ac标准的5 GHz LC压控振荡器

基于TSMC RF 0.18 μm CMOS工艺,设计了一种可应用于IEEE 802.11ac标准的5 GHz宽带LC压控振荡器。该振荡器采用了NMOS交叉耦合结构,同时采用了5位开关电容阵列以扩展调谐范围。开关电容阵列使压控振荡器的增益KVCO保持在一个较小的值,有效地降低了压控振荡器的相位噪声。后仿真结果表明,该压控振荡器在1.8 V电源电压下,功耗为9 mW,频率调谐范围为4.52~5.56 GHz,在偏离中心频率1 MHz处仿真得到的相位噪声为-124 dBc/Hz。该LC 压控振荡器的版图尺寸为320 μm×466 μm。     

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。     

基于背靠背PN变容管的低相位噪声LCVCO研究

研究了一种新型单片集成LC压控振荡器。该压控振荡器在传统的单端PN变容管电路结构基础上,通过对调谐电路进行改进,在保证调谐范围的前提下,有效地降低了相位噪声。压控振荡器使用高Q值螺旋电感,并采用SMIC0.18μm1P6M混合信号CMOS工艺实现。仿真结果表明,在调谐范围不变情形下,新型设计的VCO相位噪声比传统的改善了16.25dB@1kHz、8.08dB@100kHz。压控振荡器的中心频率1.8GHz,工作电压为1.8V,工作电流为3mA。     

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。     

低相位噪声、宽调谐范围LC压控振荡器设计

基于开关电容和MOS可变电容相结合的电路结构,设计了一种分段线性压控振荡器,很好地解决了相位噪声与调谐范围之间的矛盾.另外,在尾电流源处加入电感电容滤波,进一步降低相位噪声.采用TSMC 0.18(m CMOS工艺,利用Cadence中的SpectreRF对电路进行仿真,当电源电压VDD=1.8V时,其中心频率为1.8GHz,可调频率为1.430～2.134GHz,调谐范围达到37%,在偏离中心频率1MHz处,相位噪声为-131dBc/Hz,静态工作电流为5.2mA.     

低功耗CMOS差分环形压控振荡器设计

提出了一个基于0.18μm标准CMOS工艺实现的四级差分环形压控振荡器.全差分环形压控振荡器采用带对称负载的差分延时单元.仿真结果表明,压控振荡器的频率范围在最坏情况为0.21～1.18GHz;偏离中心频率10MHz情况下,压控振荡器的相位噪声为-118.13dBc/Hz; 1.8V电源电压下,中心频率为600MHz时,压控振荡器的功耗仅有4.16mW;版图面积约为0.006mm2.可应用于锁相环和频率综合器设计中.     

一种应用于低噪声PLL的RF-VCO设计

在PLL电路设计中,压控振荡器设计是电路的关键模块,按类型又主要分为LC震荡器和环形振荡器两种,其性能直接决定了相位噪声、频率稳定度及覆盖范围。文章介绍了一款1.8 GHz的基于交叉耦合对LC结构的低噪声CMOS压控振荡器的设计,并对调谐范围、相位噪声以及电路起振条件等做了分析讨论。该设计采用0.18μm 6层金属CMOS工艺制造,模块面积为0.3 mm2,电路经过Cadence SpectreRF仿真,VCO的输出范围为1 594~2 023 MHz,中心频率1.8 GHz输出时相位噪声为-118 dBc/Hz@600 kHz,1.9 GHz输出时相位噪声为-121 dBc/Hz@600 kHz。结果表明该VCO设计达到了较宽的频率覆盖范围和较低的相位噪声,可以满足低噪声PLL的设计要求。     

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。     

一种低噪声C类LC压控振荡器的设计

为了改善压控振荡器相位噪声,基于40 nm CMOS工艺,设计一种低噪声C类LC压控振荡器。交叉耦合NMOS对管通过电流镜偏置作为电路的电流源,并采用共模反馈偏置电路使交叉耦合PMOS对管工作在饱和区,保证LC压控振荡器实现C类振荡。通过差分可变电容的设计,压控振荡器的增益减小,压控振荡器的相位噪声得到改善。设计了4组开关电容进行调节,增大压控振荡器的调谐范围。仿真结果表明,处于1.2 V的电压下,压控振荡器振荡频率范围在4.14～5.7 GHz,频率调谐范围变化率达到31.2%,相位噪声为-112.8 dBc/Hz。     

基于片上变压器的3.16-7GHz CMOS压控振荡器设计

摘要：本文基于片上变压器的四阶谐振腔实现宽带低相位噪声压控振荡器设计。与传统的宽带压控振荡器相比,在不影响相位噪声性能的情况下能获得几乎2倍于LC-VCO的频率调谐范围,缓和了频率调谐范围与相位噪声之间的限制关系。对变压器的耦合系数与频带选择以及品质因数之间的关系进行了详细的分析。与传统的八边形结构相比,变压器采用圆形共面非对称的中心抽头结构,Q值较高,相位噪声较低。本文采用TSMC 0.18μm工艺实现,在低频和高频模式下输出频率分别覆盖3.16~4.64GHz和4.5~7.01GHz,可实现3.16~7.01GHz连续频率调节,频率调谐范围达75%。在1.8 V供电电压下,消耗直流电流在高频和低频模式下分别为6.3和4.9mA。在载频3.1, 4.5, 5.1, 和 6.6GHz处频相位噪声分别为-122.5, -113.3, -110.1, 和 -116.8dBc/Hz。芯片面积为1.2 mm×0.62mm。     

20 GHz压控振荡器的设计与实现

基于TSMC 65 nm CMOS工艺,设计了一款中心频率为20 GHz的压控振荡器。对压控振荡器的尾电流源噪声、交叉耦合MOS管尺寸、电感、调谐范围等诸多参数进行了性能优化。经流片后测试,该振荡器的输出频率覆盖范围为17.78~22.13 GHz,1 MHz处的相位噪声为－100 dBc,1 V电压供压下的功耗为5.1 mW。     

一种1GHz多频带压控振荡器的设计

基于3.3V 0.35μm TSMC 2P4M CMOS体硅工艺,设计了一款1GHz多频带数模混合压控振荡器.采用环形振荡器加上数模转换器结构,控制流入压控振荡器的电流来调节压控振荡器的频率而实现频带切换.仿真结果表明,在1V～2V的电压调节范围内,压控振荡器输出频率范围为823.3MHz～1.061GHz,且压控振荡器的增益仅有36.6MHz/V,振荡频率为1.0612GHz时,频率偏差1MHz处的相位噪声为-96.35dBc/Hz,在获得较大频率调节范围的同时也能保持很低的增益,从而提高了压控振荡器的噪声性能.     

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.     

一种低调谐增益变化、自适应功率控制的宽带电感电容压控振荡器

本文提出了一种电感电容宽带压控振荡器结构。为解决宽输出频率范围对振荡器调谐增益和起振条件的影响,设计了具有优化单位值的二进制开关可变电容阵列和二进制开关负阻抗阵列。该振荡器采用0.18um工艺制造,其输出频率范围约为1.9-3.1GHz。在1.8V电压下,消耗电流为14.2mA-4mA。测试结果表明,采用本文所提出调谐增益抑制技术,在整个频率调谐范围内调谐增益的变化为50-60MHz/V. 在3GHz频率处1MHz频偏下的相位噪声为-117dBc/Hz.     

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。     

60GHz宽调谐范围推—推压控振荡器设计

基于65nmCMOS工艺实现了60GHz推—推压控振荡器（VCO）设计。采用互补交叉耦合去尾电流源结构以降低相位噪声。压控振荡器输出包含两级缓冲放大器,第二级缓冲放大器偏置在截止区附近以增大二次谐波的输出功率。在1.2/0.8V电源电压下,压控振荡器核心和缓冲放大器分别消耗2.43mW和2.95mW。在偏离中心频率1MHz处相位噪声为-90.7dBc/Hz。输出功率为-2.92dBm。特别的,压控振荡器的调谐范围达到9.2GHz（15.3%）,与调谐范围相关的性能指标FOMT为-182.7dBc/Hz。该压控振荡器可应用于57GHz～64GHz开放频段超高速短距离无线通信。     

一种基于开关电容调谐的宽带压控振荡器设计

设计了一种频率可调范围约600 MHz的全集成CMOS LC宽带压控振荡器.该压控振荡器工作电压为3.3 V,基于Chartered 0.25 μm 标准CMOS工艺设计,利用开关电容调谐的方法扩大其调谐范围.测试结果表明:该压控振荡器工作在中心频率为1.9 GHz时,单边带相位噪声为-85 dBc/10 kHz,调谐范围达到32%.