频率覆盖3.2～6.1 GHz的CMOS LC VCO

通过提高MIM电容的调整范围,实现了一个覆盖3.2～6.1 GHz的CMOS LC VCO.该VCO使用0.18μm射频CMOS工艺制作,芯片面积约为1260μm×670μm.当输出5.5GHz时,VCO内核消耗功率为17.5mW;在100kHz频偏处的相位噪声是～101.67dBc/Hz.     

超宽频带VHF频段CMOS LC VCO

实现了一个宽频带VHF频段CMOS VCO.其最大的改进在于将振荡器中交叉耦合MOS管分为并联可开关的若干段.这样使其特性可以在较大范围内补偿VCO调频过程中状态的变化.该VCO使用标准0.18μmCMOS工艺制作,核心版图面积约为550μm×700μm.测试结果表明:该VCO频率覆盖范围为31～111MHz;功耗为0.3～6.9mW;在100kHz频偏处相位噪声约-110dBc/Hz.     

5GHz0.18μm CMOS宽带LC VCO

采用0.18μm RF CMOS工艺,设计了一个5GHz的宽带电感电容压控振荡器。该压控振荡器的电路结构选用互补交叉耦合型,采用噪声滤波技术降低相位噪声,并采用开关电容阵列扩展其调谐范围。后仿真结果表明,实现了4.44～5.44GHz的宽调谐。振荡器的电源电压为1.8V,工作电流为2.78mA,版图面积为0.37mm2。     

3.7 GHz宽带CMOS LC VCO的设计

设计了一款3.7 GHz宽带CMOS电感电容压控振荡器.采用了电容开关的技术以补偿工艺、温度和电源电压的变化,并对片上电感和射频开关进行优化设计以得到最大的Q值.电路采用和舰0.18 μm CMOS混合信号制造工艺,芯片面积为0.4 mm×1 mm.测试结果显示,芯片的工作频率为3.4～4 GHz,根据输出频谱得到的相位噪声为-100 dBc/Hz@1 MHz,在1.8 V工作电压下的功耗为10 mW.测试结果表明,该VCO有较大的工作频率范围和较低的相位噪声性能,可以用于锁相环和频率合成器.     

10GHz 0.25μm CMOS LC压控振荡器

采用标准0.25μm CMOS工艺实现了10GHz LC压控振荡器.为了适应高频工作,并实现低相位噪声,该压控振荡器采用了手动优化的带中心抽头的对称电感,将A-MOS变容二极管与无源金属-绝缘层-金属电容串联,并采用了带LC滤波器的尾电流源.测试结果显示,当振荡频率为10.2GHz时,在1MHz频偏处相位噪声为-103.2dBc/Hz,调谐范围为11.5%. 供电电压为3.3V时,核心电路功耗为9.0mW. 芯片面积为0.67mm×0.58mm.     

1．3～2．2 GHz低噪声低功耗 CMOS LC VCO的设计

基于TSMC 0．18μm RFCMOS工艺,设计并实现了一个宽带低功耗低相位噪声的高性能压控振荡器（VCO）．为实现1．3～2．2 GHz调谐范围,VCO采用7‐bit（128根调谐曲线）固定电容阵列,同时也获得了超低的增益,降低了相位噪声．为弱化宽调谐范围带来的增益波动,VCO采用3‐bit可变电容阵列来提升低带曲线的斜率,以期与高带一致．为实现每根曲线的宽线性范围,可变电容采用分布式偏置电压技术．为降低相位噪声,还提出了一种输出零偏置架构以及电流源噪声滤除技术．测试结果表明,调谐电压的线性范围为0．2～1．6 V ;VCO输出频率范围为1．3～2．17 GHz ;高带调谐曲线叠合超过50％,低带超过80％;VCO增益仅为19 M Hz／V ;增益波动范围为13～25 M Hz／V ．当振荡频率为1312 M Hz ,1 M Hz 频偏处相位噪声为－116．53 dBc／Hz ;当振荡频率为2152 M Hz ,1 M Hz频偏处相噪为－112．78 dBc／Hz ．VCO功耗电流为1．2～3．2 mA ,电源电压为1．8 V ．提出的VCO既能提供51％的频率覆盖,又能实现低相位噪声,已经被成功应用于工业自动化无线传感网（WIA ）射频收发机芯片中．     

1.9～5.7 GHz宽带低噪声BiCMOS LC VCO

设计了一种宽带、低相位噪声差分LC压控振荡器(VCO)。所设计的电路采用开关电容阵列和开关电感,实现了多波段振荡输出。对负阻环节跨导进行了优化设计,将热噪声控制在最小范围内,同时采用高品质因数片上螺旋电感,以减小电路的噪声干扰。采用台积电(TSMC)0.35μmSiGe BiCMOS工艺制作了流片,并进行了仿真和硬件电路实验。实测结果表明,当调谐电压为0～3.3 V时,可设定VCO工作在6个波段(1.9～2.1 GHz,2.1～2.4 GHz,2.4～3.0 GHz,3.0～3.4 GHz,3.4～4.2 GHz,4.2～5.7 GHz),此6波段连续可调,构成了1.9～5.7 GHz宽带VCO;VCO的中心频率为2.4 GHz、偏离中心频率为1 MHz时实测相位噪声为-111.64 dBc/Hz;在3.3 V电源电压下实测核静态电流约为1.8 mA,从而验证了宽带、低噪声BiCMOS LC VCO设计方案之正确性。     

一个2.4 GHz CMOS LC压控振荡器的设计

采用单层多晶6层金属(1P6M)的0.18μm标准CMOS工艺,设计了一个2.4 GHz电感电容压控振荡器(LC tank VCO)。该压控振荡器的电路结构选用互补交叉耦合型。测试结果表明,在VCO的输入参考频率为1 MHz,工作电压1.8 V时,工作电流为5.5 mA,频率调谐范围2.1~2.8 GHz。     

高性能超低功耗的4.224GHz正交LC VCO

采用Jazz0.18μm RF CMOS工艺设计并实现应用于MB-OFDM超宽带频率综合器的4.224GHz电感电容正交压控振荡器。通过解析的方法给出了电感电容正交压控振荡器的模型,并推导出简洁的公式解释了相位噪声性能与耦合因子的关系。测试结果显示,核心电路在1.5V电源电压下,消耗6mA电流,频率调谐范围为3.566~4.712GHz;在主频频偏1MHz处的相位噪声为-119.99dBc/Hz,对应的相位噪声的FoM(Figure-of-Merit)为183dB;I、Q两路信号等效的相位误差为2.13°。     

宽带低相噪CMOS LC VCO的设计

设计了一款宽带CMOSLCVCO,在分析VCO相位噪声来源的基础上,对VCO进行了结构优化和噪声滤除,并采用了开关电容阵列以增加带宽。电路采用0.18μmCMOS射频工艺进行流片验证,芯片面积为0.4mm×1mm。测试结果显示:芯片的工作频率为3.34～4.17GHz,中心频率为4.02GHz时输出功率是-9.11dBm,相位噪声为-120dBc/Hz@1MHz,在1.8V工作电压下的功耗为10mW。     

用于无线通信的CMOS VCO的设计与分析

分析了应用于蓝牙芯片VCO的原理并设计了一种2.5V6mA的低噪声2.1GHzCMOSVCO。通过改变电路结构来改善VCO相位噪声性能。     

一个6GHz宽带低相位噪声CMOS LC VCO

用SMIC 0.13 μm CMOS工艺实现了一个低相位噪声的6 GHz压控振荡器(VCO).在对其相位噪声分析的基础上,通过改进和优化传统的调谐单元和噪声滤波电路以及加入源极负反馈电阻实现了一个宽带、低增益、低相位噪声VCO.测试结果显示,在中心频率频偏1 MHz处的相位噪声为-119 dBc/Hz,频率调谐范围为6...     

超宽带无线收发机中的正交LC VCO设计

基于SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计了一种可应用于MB-OFDM UWB无线收发机的宽带正交压控振荡器(QV-CO,Quadrature VCO).在研究VCO的相位噪声理论的基础上,采用了优化噪声的电路结构.此外,鉴于片上螺旋电感在VCO设计中的重要性,采用了一种快速选取工艺库螺旋电感的方法.仿真结果显示,QVCO的频率调谐范围为3.4～4.5 GHz,在1 MHz频率偏移处,相位噪声小于-119.6 dBc/Hz.在1.8 V电源电压下,电路总功耗为27 mw.     

一种2.2～5.5 G宽带低相位噪声LC VCO设计

论文基于BiCMOS工艺,采用了8个LC VCO并列的工作模式实现了2.2～5.5 GHz的带宽范围的LC VCO,每个LC VCO可以进行单独的调节.在LC VOC的核心电路中采用电阻代替电流镜方式以及在输出处增加了两个三极管限幅,以得到较低的相位噪声.在各个LC VCO的中心频率处其相位噪声优于-96 dBc@100 kHz.当电源电压为5 V时,各个LC VCO的工作电流为3.2 mA～4.2 mA.     

IOGHz 0.25μm CMOS LC压控振荡器

采用标准0.25μm CMOS工艺实现了10GHz LC压控振荡器.为了适应高频工作,并实现低相位噪声,该压控振荡器采用了手动优化的带中心抽头的对称电感,将A-MOS变容二极管与无源金属-绝缘层-金属电容串联,并采用了带LC滤波器的尾电流源.测试结果显示,当振荡频率为10.2GHz时,在1MHz频偏处相位噪声为-103.2dBc/Hz,调谐范围为11.5%.供电电压为3.3V时,核心电路功耗为9.0mW.芯片面积为0.67mm×0.58mm.     

7～11GHz CMOS环形压控振荡器的设计

设计了一种全集成差分高速环形压控振荡器(VCO).采用三级延迟单元环路复用结构,通过正反馈技术以及改变负载电阻值的方法,有效优化延迟单元;采用双控制电压粗/细调谐方式,实现振荡器高频率、低功耗的要求.在SMIC 0.18μm CMOS RF工艺模型下,采用ADS软件对振荡电路进行仿真,在外接电源电压Vdd＝1.8 V时...     

一种38.4~43.4 GHz CMOS压控振荡器

设计了一种基于65 nm CMOS工艺的交叉耦合全差分40 GHz压控振荡器(VCO)。为了减小仿真结果与测试结果的差距,对电感及其连接其他元件而延长的金属线在电磁场仿真软件里重新进行了仿真。设计中应用了厚栅容抗管来增大电压的调谐范围,从而实现更高的频率覆盖范围。流片后的测试结果表明,VCO的振荡频率覆盖38.4~43.4 GHz,调谐范围达到12.2%,符合基于无线局域网IEEE 802.11ad标准设计的两级下变频60 GHz无线收发机对本振频率的要求。当振荡频率为39 GHz时,应用该VCO的锁相环锁定在41.76 GHz时测得1 MHz偏移频率处的相位噪声为－90.9 dBc/Hz。芯片采用1 V电源电压供电,功耗为5.7~8.6 mW,核心芯片面积为(0.197×0.436) mm²。     

基于片上变压器的3.16-7GHz CMOS压控振荡器设计

摘要：本文基于片上变压器的四阶谐振腔实现宽带低相位噪声压控振荡器设计。与传统的宽带压控振荡器相比,在不影响相位噪声性能的情况下能获得几乎2倍于LC-VCO的频率调谐范围,缓和了频率调谐范围与相位噪声之间的限制关系。对变压器的耦合系数与频带选择以及品质因数之间的关系进行了详细的分析。与传统的八边形结构相比,变压器采用圆形共面非对称的中心抽头结构,Q值较高,相位噪声较低。本文采用TSMC 0.18μm工艺实现,在低频和高频模式下输出频率分别覆盖3.16~4.64GHz和4.5~7.01GHz,可实现3.16~7.01GHz连续频率调节,频率调谐范围达75%。在1.8 V供电电压下,消耗直流电流在高频和低频模式下分别为6.3和4.9mA。在载频3.1, 4.5, 5.1, 和 6.6GHz处频相位噪声分别为-122.5, -113.3, -110.1, 和 -116.8dBc/Hz。芯片面积为1.2 mm×0.62mm。     

一种高线性度2.4GHz CMOS LC压控振荡器

对影响压控振荡器(VCO)线性度的因素进行了研究,并提出了一种适用于2.4GHz ISM频段的高调节线性度的CMOS LC VCO结构。新的VCO结构采用两个控制端,分别控制一对p /n-well变容管和一对MOS变容管。该VCO输出两个波段,调节非线性度分别为1.45%和1.74%,总调节范围为2.33～2.72 GHz,功耗为15mW,芯片面积为534×540μm2。结果表明,新的电路结构使得VCO的调节非线性度降低到通常只用一对变容管的VCO的一半以下,同时极大地减小了调节范围内相噪声的波动,有效地提高ISM频段内多种无线通信标准的射频收发机的性能。     

基于0.18 μm CMOS工艺的6 GHz环形压控振荡器设计

基于0.18 μmCMOS工艺设计的全差分环形压控振荡器电路,芯片总面积为0.65×0.79 mm2,1.8V电源供电,总功耗155 mW,中心频率6 GHz,调谐范围1 GHz.可应用于IEEE802.11a WLAN系统.