一个1.5V低相位噪声的高频率.PDFVIP

( ) 第 44 卷 　第 1 期 复 旦 学 报 自然科学版 　 Vo1. 44 , 　No. 1 2005 年 2 月 Journal of Fudan University (Natural Science) 　 Feb. , 　2005 　 ( ) 　　文章编号 2005 　 　 　 一个 1. 5 V 低相位噪声的高频率 LC 压控振荡器的设计 邬　蓉 , 衣晓峰 , 唐长文 , 苏彦锋 , 洪志良 (复旦大学 专用集成电路和系统国家重点实验室 ,上海 　200433) 摘 　要 : 介绍了一种适用于 DCS1800 系统的压控振荡器的设计 , 中心频率为 3. 6 GHz. 分析并比较了三种降低 相位噪声的方法并进行了仿真验证 ,然后阐述了 3. 6 GHz 压控振荡器器件尺寸的优化分析. 采用电感电容滤波 技术降低相位噪声 ,在偏离中心频率 600 kHz 处 ,仿真得到相位噪声为 - 117 dBc/ Hz ,调谐范围达到 26. 7 %. VCO 电路在 1. 5 V 电压下工作,静态电流为 6 mA. 关键词 : 半导体技术 ; 压控振荡器 ; 相位噪声 ; 电感电容滤波技术 中图分类号: TN 752 　　 文献标识码 : A 　　 随着无线通信产品的迅猛发展 ,大大增大了对低成本、低功耗、高性能通信集成电路的需求. 现今各 种通信系统对频率综合器的相位噪声要求越来越高. 相位噪声是信息传输质量和可靠性的最重要参数 , 因此相位噪声是压控振荡器设计最重要的参数. 目前,振荡器的研究已经比较成熟 , 以电路结构来分,压 控振荡器主要分为两类1 :环形振荡器和LC 振荡器. 环形振荡器易于集成 ,可调频率范围大 ,但相位噪声 性能不如LC 振荡器2 . LC 压控振荡器要求高品质因素的无源器件 , 需要片上电感和变容管器件才能集 成3 . 本文重点分析了几种降低相位器噪声技术的原理 ,并进行了仿真验证和比较 ,然后设计了一个电源 电压为 1. 5 V , 3. 6 GHz 的LC 压控振荡器 ,优化分析了器件尺寸参数的选取 ,功耗为 9 mW , 同时具有较低 的相位噪声和宽的调谐范围. 1 　相位噪声分析 1. 1 　概 　述 LC 压控振荡器采用有源器件产生负阻 - R active 来补偿电 感和可变电容管上的寄生电阻损失. 图 1 中 Rp 表示电感和电 容的寄生电阻. 要建立振荡 ,必须满足 1/ R active ≥1/ Rp . 图 1 　LC 振荡器的等效模型图 根据文献4 , 相位噪声的表达式可以表示为 Fig. 1 　Equivalent circuit of VCO ω 4