高性能集成電感電容壓控振蕩器設(shè)計(jì).pdf

1、近幾年無(wú)線通信系統(tǒng)的蓬勃發(fā)展推動(dòng)了低成本、低功耗CMOS無(wú)線收發(fā)機(jī)的研究與開(kāi)發(fā)。壓控振蕩器作為無(wú)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(hào)，還可以倍頻產(chǎn)生整個(gè)電路所需的時(shí)鐘信號(hào)。 它的相位噪聲、調(diào)節(jié)范圍、功耗對(duì)無(wú)線收發(fā)機(jī)的性能有很大影響,因而如何設(shè)計(jì)一個(gè)高性能的壓控振蕩器已經(jīng)成為模擬集成電路設(shè)計(jì)的一個(gè)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(shí)現(xiàn)方法，特別是對(duì)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(jiǎn)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(shí)針對(duì)于環(huán)形振蕩器和電感電容振蕩器，列舉了幾種常見(jiàn)的振蕩器拓?fù)?，給出了它們的電路結(jié)構(gòu)，并對(duì)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(duì)平面螺旋電感各個(gè)寄生參數(shù)進(jìn)行了計(jì)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(jiàn)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(duì)其產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了深入的探討，對(duì)相位噪聲的兩種理論模型—線性時(shí)變模型和線性時(shí)不變模型進(jìn)行了分析和概括，通過(guò)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(jì)了一個(gè)能用在2.4GHz ISM頻段的電感電容振蕩器。該振蕩器采用互補(bǔ)交叉耦合的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，變?nèi)萜鞑捎梅葱偷腗OS管，電感選用容易實(shí)現(xiàn)的方形平面螺旋電感，并對(duì)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