寬帶低噪聲壓控振蕩器設(shè)計.pdf

1、壓控振蕩器（Voltage-Controlled Oscillator，簡稱VCO）是鎖相環(huán)（PLL）的核心組成模塊，在許多無線、有線接收系統(tǒng)中具有重要的作用。近年來，隨著通信事業(yè)的飛速發(fā)展，人們對射頻接收前端提出了越來越高的要求，而VCO則是接收機設(shè)計中極具挑戰(zhàn)性的部分，寬帶低噪聲VCO的設(shè)計是實現(xiàn)高性能射頻通信系統(tǒng)的關(guān)鍵。 論文的主要工作是基于0．18μm CMOS工藝設(shè)計了一個調(diào)諧范圍覆蓋1．8GHz～3GHz的VCO。論

2、文首先總結(jié)了VCO目前的研究現(xiàn)狀，著重介紹了電感電容VCO的設(shè)計原理，及寬帶VCO的主流設(shè)計方法；分析了VCO的相位噪聲理論，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)了VCO低相位噪聲應(yīng)用的設(shè)計要點和優(yōu)化技術(shù)。論文所設(shè)計的VCO為互補的交叉耦合型結(jié)構(gòu)，采用6組開關(guān)電容單元，將整個頻帶劃分為63個小的頻率邊帶，實現(xiàn)了1．8GHz～3GHz的寬調(diào)諧范圍。同時，采用了一種新型的開關(guān)管結(jié)構(gòu)，有效的解決了開關(guān)管Q值和調(diào)諧范圍的設(shè)計矛盾。為了克服工藝偏差，保證開關(guān)電容陣列

3、的快速準(zhǔn)確切換，本文設(shè)計了一個自動頻率校準(zhǔn)（AFC）電路，可以自動產(chǎn)生VCO開關(guān)電容陣列的控制代碼，對VCO進(jìn)行數(shù)字調(diào)諧，快速準(zhǔn)確地選出可以覆蓋鎖定頻率freq的頻率邊帶。AFC電路采用了二分法頻率搜尋以及可變的頻率比較精度，保證了AFC的工作速度快、精度高。 本設(shè)計的實現(xiàn)基于特許半導(dǎo)體（Chartered）0．18μmCB CMOS工藝庫，在電路設(shè)計完成后，用Cadence軟件進(jìn)行了電路的版圖設(shè)計與仿真。結(jié)果表明該VCO的調(diào)諧