宽调谐高线性低相噪压控振荡器设计

论文题目: 宽调谐高线性低相噪压控振荡器设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 微电子学与固体电子学

作者: 王洁

导师: 张玉明

关键词: 压控振荡器,相位噪声,线性电阻,双通道插值法,源电容耦合放大器

文献来源: 西安电子科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 全集成环形压控振荡器(VCOs：Voltage-Controlled Oscillators)由于具有易于集成、宽范围调谐、高线性及面积小等特征，已经成为许多数字和通信系统的关键模块。本文对宽调谐高线性低相位噪声的VCO进行了设计研究。在对VCO的基本原理和主要性能进行了全面的分析后，合理选择了压控振荡器电路结构，考虑到低成本易于集成等因素，采用环形结构的VCO，并应用CMOS工艺实现。而且电路形式上分别研究了单端环形结构和差分环形结构，主要完成的工作如下： 1．采用传输门变阻来改善单端结构的调谐范围和线性度，采用TSMC 0.25μm工艺由HSPICE软件模拟得到三个参数分别为：288KHz～924MHz、310KHz／mV、-85dBc／Hz(补偿频率600KHz，中心频率800MHz)和-104dBc／Hz(补偿频率6MHz，中心频率800MHz)，具有3个数量级的频率可调范围，优良的线性度和适中的相位噪声。 2．采用CMOS线性电阻方法来提高差分结构的调谐范围和线性度，三个参数分别为：135MHz～4.21GHz、1.77MHz／mV、-76dBc／Hz(补偿频率600KHz，中心频率2GHz)和-95dBc／Hz(补偿频率6MHz，中心频率2GHz)；还应用双通道插值延时法来调节差分结构VCO的振荡频率，其可控范围为3：1；在相位噪声改善上，引入了SC3A差分结构得到-87dBc／Hz(补偿频率600KHz，中心频率2GHz)和-108dBc／Hz(补偿频率6MHz，中心频率2GHz)的较好效果；最后还给出了差分结构振荡摆幅较小的解决方案，在实际应用中使VCO的输出波形振幅大于1伏以上。

论文目录:

第一章概述

1．1 振荡器发展历史回顾

1．2 研究背景及意义

1．3 国内外研究状况

1．4 本文的主要工作

1．5 本文的结构安排

第二章振荡器的基本工作原理

2．1 反馈振荡器基本工作原理

2．1．1 平衡条件

2．1．2 起振条件

2．1．3 稳幅条件

2．2 环形振荡器基本工作原理

2．3 本章小节

第三章压控振荡器的性能分析

3．1 压控振荡器的数学模型

3．2 相位噪声和抖动分析

3．2．1 相位噪声分析

3．2．2 Jitter分析

3．3 调节范围分析

3．3．1 单端结构调节范围分析

3．3．2 差分结构调节范围分析

3．4 调节线性度分析

3．5 本章小节

第四章单端压控振荡器设计实现

4．1 电路结构筛选

4．2 宽调谐电路设计方案

4．2．1 传统MOS管电阻情形

4．2．2 传统电流饥饿型情形

4．2．3 本文传输门电阻情形

4．3 本章小节

第五章差分压控振荡器设计实现

5．1 宽调谐电路设计方案

5．1．1 传统差分结构情形

5．1．2 双通道插值法差分结构情形

5．2 高线性电路设计方案

5．3 低相噪电路设计方案

5．4 电路摆幅改进与比较

5．5 本章小节

第六章结束语

致谢

参考文献

攻读硕士期间研究成果

发布时间: 2005-04-26

参考文献

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[4].高线性低相噪压控振荡器电路设计[D]. 秦平.东南大学2015
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[7].CMOS宽带VCO研究及应用[D]. 李朔.电子科技大学2018
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宽调谐高线性低相噪压控振荡器设计

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