一种宽调谐范围cmos环形压控振荡器

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1、第1卷第1期微电子期刊Vol.1No.12011年12月ScientificJournalofMicroelectronics(SJM)Dec.20111一种宽调谐范围CMOS环形压控振荡器*张海鹏，李浩，汪洋杭州电子科技大学电子信息学院射频电路与系统教育部重点实验室，浙江杭州310018摘要：为了给面向超高温应用的宽调谐SOICMOS环形压控振荡器设计奠定基础，基于CSMC0.5µmCMOS工艺设计规则设计了一种宽调谐、五级差分结构、电源电压为5V的CMOS环形压控振荡器，使用CadenceSpectre进行电路前仿真优化，采用CadenceLayout辅助设计绘制了电路版图，反标后采用

2、CadenceSpectre进行电路后仿真。后仿真结果显示，当控制电压在1.2-4.8V范围内变化时，频率调谐范围为7.139-147.3MHz，中心频率77.2MHz处相位噪声为-123.4dBc/Hz@1MHz。此环形压控振荡器易于集成，可适于正确时序逻辑电路应用。该设计结果可以为进行面向超高温应用的宽调谐SOICMOS环形压控振荡器设计提供参考。关键词：CMOS；环形压控振荡器；宽调谐范围；相位噪声ATunableCMOSRingVCOinaWideFrequencyRange*HaipengZhang,HaoLi,YangWangKeyLaboratoryofRFCircuit&S

3、ystem,MinistryofEducation,SchoolofElectronics&Information,HangzhouDianziUniversity,Hangzhou,China,310018Email:islotus@163.comAbstract：InordertopaveawayfordesignofatunableSOI(SiliconOnInsulator)CMOSringVCO(VoltageControlledoscillator)suitableforapplicationsatsuper-hightemperaturesinawidefrequencyra

4、nge,atunableCMOSringVCOinawidefrequencyrangeispresentedbasedonfive-stagedifferentialstructure.TheproposedVCOcircuitisdesignedinCSMC0.5µmCMOSprocessdesignruleswith5VpowersupplyvoltageandsimulatedwithCadenceSpectre.ItslayoutmasksweredesignedanddrawnwiththeaidofCadenceLayout.Post-simulationresultsind

5、icatethatthefrequencyisregulatedfrom7.139MHzto147.3MHzwhenthecontrolvoltageistunedfrom1.2Vto4.8V.Thephasenoiseisabout-123.4dBc/Hzat1MHzoffsetfromcarrierfrequencyof77.2MHz.TheproposedtunableCMOSringVCOcircuitissimpleandeasytobeintegratedandmoresuitableforcorrecttiminglogicICs’applications.Theresult

6、scanbeconsideredasareferenceforthedesignofatunableSOICMOSringVCOsuitableforapplicationsatsuper-hightemperaturesinawidefrequencyrange.Keywords：CMOS;RingVCO;tunableinawidefrequencyrange;phasenoise引言压控振荡器被广泛用于锁相环、频率合成器、时钟产生等电路中。与LC型振荡器相比，环形压控振荡器具有相[1]对较低的品质因子，因此它的相位噪声稍差。通过不断的研究和改进，在某些情况下它的相位噪声可以达到和LC

7、型压控振荡器相比较的水平。因此，环形压控振荡器也可以用于中低性能的电子通信系统中，比如卫星数[2]字电视、FM收音机、微控制器等。CMOS环形压控振荡器可以用纯数字CMOS工艺制作，此外，1基金资助来源：浙江省研究生创新科研项目资助(YK2010059)www.jmicro.orgPP.19-28©2011AmericanV-KingScientificPublishing,LTDScientificJournalofM