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《1．8ghz宽带低相位噪声cmos压控振荡器设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、1．8GHz宽带低相位噪声CMOS压控振荡器设计第34卷第6期2007年6月湖南大学(自然科学版)JournalofHunanUniversity(NaturalSciences)VoI.34.No.6Jun.2007文章编号:1000.2472(2007)03.0037.041.8Gaz宽带低相位噪声CMOS压控振荡器设计曾健平t,章兢,谢海情,刘利辉,曾云(湖南大学物理与微电子科学学院,湖南长沙410082)摘要:采用一种基于开关电容阵列(SCA)和尾电流源处加入电感电容滤波相结合的电路结构,设计了一个1.8GHz宽带分段线性压控振荡器.采
2、用TSMC0.18肚m1P6MCMOSRF工艺,利用CadenceSpectreRF完成对电路进行的仿真.结果显示,在电源电压VDD=1.8V时,控制电压范围为0.6～1.8V,频率的变化范围为1.43～2.13GHz,达到39%,相位噪声为一131clBc/I-Iz@1MHz,功耗为9.36mw(1.8V×5.2mA).很好地解决了相位噪声与调谐范围之间的矛盾.关键词:压控振荡器;开关电容阵列;电感电容滤波;相位噪声中图分类号:TN911.8文献标识码:ADesignofa1.8GHzWide—Band,Low—Phase—NoiseCMOS
3、VCOZENGJian—pingt,ZHANGJing,XIEHai—qing,LIULi—hui,ZENGYun(CollegeofPhysicsandMicroelectronicsScience.HunanUniv.Changsha.Hunan410082.China)Abstract:Inordertosolvethecontradictionbetweenphasenoiseandtuningrange,a1.8GHzpiecewiselin—earVCOwasdesignedbasedonthestructureofcombinat
4、ionofswitching—capacitancearrayandLCnoisefilteraddedinthetailcurrentsource.ThecircuitwasdesignedinTSMC0.18肚m1P6MCMOSRFprocess,andsimulatedbytheSpectreRFinCadenceundersupplyvoltageof1.8V.Theoutputfrequencyrangedfrom1.430GHzto2.134GHz.andthetuningrangewasupto39%.Thephasenoisew
5、as一131dBc/Hzatanoffsetof1MHz.Thepowerconsumptionofthecircuitwas9.36mW(1.8V×5.2mA).Keywords:VCO;switching—capacitancearray;LCnoisefilter;phasenoise过去由于工艺条件的限制,RF集成电路多采用Ga,Bipolar,BiCMOS和HBT工艺实现.随着CMOS工艺的发展,其截止频率已经达到了GaAs的水平,这使得采用CMOS工艺实现通信产品的单芯片集成成为可能.近几年来,CMOSRF集成电路成为集成电路设计的
6、热点J.相位噪声是信息传输质量和可靠性的最重要参数.压控振荡器(VCO,VoltageControlOscillator)是频率合成器中的一个核心模块,频率合成器的相位噪声主要由VCO决定,因而设计高性能的压控振荡器显得十分关键.以电路结构来分,压控振荡器主要分为两类:环路振荡器和LC振荡器.环路振荡器易于集成,调谐范围大,但是其相位噪声性能比LC振荡器差.在LC振荡器中,可以通过采用大比值Cax/C的MOS变容管来获得大的调谐范围,采用高Q值的片上电容和电感,也能获得好的相位噪声.值得注意的是,C/CIIIi大,意味着压控振荡器的灵敏度(Kv
7、e0)也大J.然而,在实际应用中,整个系统的相位噪声与压控振荡器的灵敏度相互制约,因为在频率合成器中,前级模块的噪声直接加在压控振荡器的输入端,并通过压控振荡器进行放大.因此在进行实际压控振荡器设计时,在获得大的调谐?收稿日期:2006--05-03基金项目:湖南省自然科学基金资助项目(O5JJ30115)作者简介:曾健平(1966一),男,湖南祁东人,湖南大学副教授,博士研究生t通讯联系人.E.mail:zengjrI@163.tom38湖南大学(自然科学版)2007焦范围的情况下,必须尽量减小压控振荡器的灵敏度[81.为解决相位噪声和调谐范
8、围之间的矛盾,本设计中,采用开关电容阵列和MOS可变电容相结合的电路结构,设计了一种1.8V和1.8GHz的分段线性LC压控振荡器,在获得了大调谐范围
