高性能集成電感電容壓控振蕩器設(shè)計.pdf

1、近幾年無線通信系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展推動了低成本、低功耗CMOS無線收發(fā)機(jī)的研究與開發(fā)。壓控振蕩器作為無線收發(fā)機(jī)的重要模塊，它不僅為收發(fā)機(jī)提供穩(wěn)定的本振信號，還可以倍頻產(chǎn)生整個電路所需的時鐘信號。 它的相位噪聲、調(diào)節(jié)范圍、功耗對無線收發(fā)機(jī)的性能有很大影響,因而如何設(shè)計一個高性能的壓控振蕩器已經(jīng)成為模擬集成電路設(shè)計的一個重要課題。 本文系統(tǒng)而且深入地講述了壓控振蕩器的基本原理和實現(xiàn)方法，特別是對于提高振蕩器性能的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了廣泛

2、而且深入的研究。 首先，簡單介紹了本課題研究的背景以及振蕩器發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀，闡述了振蕩器的兩種基本理論。同時針對于環(huán)形振蕩器和電感電容振蕩器，列舉了幾種常見的振蕩器拓?fù)?，給出了它們的電路結(jié)構(gòu)，并對它們特性做出了分析和比較。 其次，介紹了CMOS工藝電感和可變電容的物理模型，對平面螺旋電感各個寄生參數(shù)進(jìn)行了計算，提出幾種提高電感品質(zhì)因數(shù)的方法，介紹了幾種常見的變?nèi)莨?，并從仿真的角度比較其調(diào)諧特性。 接著，介紹了壓

3、控振蕩器中的重要性能參數(shù)—相位噪聲，對其產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了深入的探討，對相位噪聲的兩種理論模型—線性時變模型和線性時不變模型進(jìn)行了分析和概括，通過理論上的分析得到降低相位噪聲的幾種方法。 最后，從應(yīng)用的角度出發(fā)，設(shè)計了一個能用在2.4GHz ISM頻段的電感電容振蕩器。該振蕩器采用互補交叉耦合的對稱結(jié)構(gòu)，變?nèi)萜鞑捎梅葱偷腗OS管，電感選用容易實現(xiàn)的方形平面螺旋電感，并對其Q值進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，在1.8V的工作電壓下，振蕩器的工作