锁相环电路中压控振荡器的分析与设计.pdfVIP

第 19卷 第 24期 电子设计工程 2011年 12月 Vo1．19 No．24 ElectronicDesignEngineering Dec．2011 锁相环电路中压控振荡器的分析与设计 姚婧婧 ，赵红东，毛 键 ，赵彦凤 (河北工业大学 信息工程学院，天津 300401) 摘要 ：本文设计 了一个应用于高频锁相环(PLL)系统的负阻LC压控振荡器 ，在传统 LC压控振荡器基础上 ，通过采 用二次谐波滤波技术降低了振荡器的相位噪声，并完成了电路的仿真。仿真结果表明，该压控振荡器的振荡频率在 1．92．1GHz，其频率调节范围达到200MHz，并且在距中心频率 1MHz处其相位噪声为一148．825dBcH／z。 关键词 ：压控振荡器；相位噪声；ADS；二次谐波滤波技术 中图分类号：TP37 文献标识码 ：A 文章编号：1674—6236(2011)24-0177-04 Designandna alysisOfVCo inPLL Ciretlit YAOJing-jing，ZHAOHong—dong，MAOJian，ZHAaYan-feng (schoolofInformationEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300401，China) Abstract：ThispaperdesignsanegativeresistanceLCvoltage-controlledoscillatorforhigh-frequencyPLLsystem．Basedon thestructureofconventionalLCVCO，afiltrationofthesecondharmonictechniqueWas includedtoreducethephasenoise andthecircuitsimulationiScompletedbythesoftwareofAgilent’SADS．Thesimulationresultsshow thatmisLCvoltage— controlledoscillatorachievedtoawidelyturntherfequencyandtherangeis1．9—2．1GHz．Thephasenoiseawayfrom the centerrfequencyof1MHzcanreach-148．825dBc／Hz． Keywords：VCO；phasenoise；ADS；filtrationofthesecondhamr onictechnique 压控振荡器 (VCO)是锁相环 电路设计中关键的模块之 1 负阻LC振荡器基本原理 一 ． 它的特性的好坏直接决定着整个锁相环 电路的整体工作 质量。压控振荡器的设计有许多要求。其中，相位噪声、调谐 负阻LC振荡器由LC谐振回路与负阻单元构成 ．如图l 范围以及功耗是其设计的重要指标 。在压控振荡器 的设计 所示。有源器件作为负阻单元。抵消了实际并联 LC电路中存 中．对于给定的工艺，对其设计过程中参数指标存在折中的 在 的寄生 电阻，并补偿实际电阻消耗 的能量 ，使 电路维持简 关系，高性能的压控振荡器要求有较低 的相位噪声，较好频 谐振荡。 图1(b)为负阻单元 ，其是采用交叉耦合管的方式 率调节范围和合理的功耗。 来实现的。Ql和 Q2采用正反馈的连接方式，从两个晶体管 在锁相环 电路 中，LC振荡器和环形振荡器是很重要 的 的集 电极看 ，其交流阻抗为负值 。因此交叉耦合管组成 的负 两种振荡器。LC振荡器