射頻CMOS壓控振蕩器相位噪聲的研究.pdf

1、近年來隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，使市場(chǎng)對(duì)射頻集成電路產(chǎn)生了巨大的需求。CMOS射頻集成電路以其成熟的工藝、低成本、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，成為射頻集成電路的發(fā)展趨勢(shì)。在射頻電路中壓控振蕩器(VCO)占有非常重要的地位，是收發(fā)系統(tǒng)中的重要模塊。當(dāng)今各種通信系統(tǒng)對(duì)其射頻前端中的頻率合成器的相位噪聲要求越來越高。相位噪聲對(duì)射頻信號(hào)的混頻十分不利，大的相位噪聲會(huì)降低信道中的信噪比，因而對(duì)于VCO相位噪聲的研究極為重要，設(shè)計(jì)高性能的壓控振蕩器對(duì)通信系統(tǒng)性

2、能的提高具有十分重要的意義。
　　片上電感和可變電容品質(zhì)的提高使得本機(jī)振蕩器的單片集成成為了可能。本文論述了電感電容壓控振蕩器的理論和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法。首先，介紹了壓控振蕩器的一般原理和設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，分析了其數(shù)學(xué)模型，提出了窄頻帶互補(bǔ)型交叉藕合電感電容壓控振蕩器的實(shí)現(xiàn)方案。其次，論文對(duì)片上螺旋電感的結(jié)構(gòu)以及片上可變電容的實(shí)現(xiàn)方式做了分析，在電路設(shè)計(jì)中采用了具有高品質(zhì)因數(shù)的片上螺旋電感和大電容系數(shù)比的累積型NMOS可變電容。再次，對(duì)壓控振

3、蕩器的重要性能參數(shù)相位噪聲進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，結(jié)合相位噪聲理論，引入大電容濾波，二次諧波諧振濾波，感性壓控端降噪技術(shù)和源極電感負(fù)反饋的尾電流源，并且對(duì)振蕩器的電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了必要的改進(jìn)，以達(dá)到降低相位噪聲的目的。最后，經(jīng)過對(duì)壓控振蕩器的各種性能參數(shù)的優(yōu)化，設(shè)計(jì)了完整的LC VCO電路，運(yùn)用有效的降噪技術(shù)獲得了低噪聲。并用TSMC0.18μm CMOS工藝，在Cadence的SpectreS仿真器中對(duì)電路進(jìn)行了模擬，仿真結(jié)果符合WCDMA