射頻CMOS集成振蕩器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著深亞微米CMOS工藝的進(jìn)步和射頻集成電路技術(shù)的發(fā)展，在單個(gè)硅片上實(shí)現(xiàn)整個(gè)射頻收發(fā)系統(tǒng)已經(jīng)成為可能。在目前的市場上，針對(duì)工作在10 GH以下的射頻收發(fā)機(jī)，傳統(tǒng)的GaAs工藝已經(jīng)基本被CMOS工藝取代。如今，使用RF CMOS工藝實(shí)現(xiàn)針對(duì)第二代(2G)和第三代(3G)標(biāo)準(zhǔn)的無線通信系統(tǒng)已不再困難。新的通信標(biāo)準(zhǔn)對(duì)射頻收發(fā)系統(tǒng)提出了更嚴(yán)峻的要求，特別是近年來新提出的802.11ac協(xié)議，要求高達(dá)1 Gbps的數(shù)據(jù)率，因此需要使用MIMO技術(shù)

2、和256QAM的調(diào)制方式，這就對(duì)收發(fā)機(jī)系統(tǒng)中的鎖相環(huán)的相位噪聲性能提出了更高的要求。
　　 振蕩器是鎖相環(huán)系統(tǒng)中最關(guān)鍵的模塊，它的相位噪聲性能決定了鎖相環(huán)系統(tǒng)的帶外噪聲性能。設(shè)計(jì)出輸出頻率調(diào)節(jié)范圍高、相位噪聲低的振蕩器對(duì)整個(gè)射頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有重要意義。對(duì)相位噪聲的本質(zhì)進(jìn)行深入的理解，以及對(duì)振蕩器的工作原理和降低相位噪聲的技術(shù)進(jìn)行深入剖析，對(duì)于設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越的振蕩器有很大的指導(dǎo)作用。
　　 本文首先對(duì)振蕩器的基本工作原理進(jìn)行

3、了簡要介紹，之后詳細(xì)介紹了相位噪聲的相關(guān)理論。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)802.11ac協(xié)議的射頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)了三個(gè)使用不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的振蕩器，實(shí)現(xiàn)了所要求的輸出頻率調(diào)節(jié)范圍，并且1 MHz頻偏處的相位噪聲低于-115 dBc/Hz。之后分析了已有的噪聲濾波技術(shù)，并提出了一種基于變壓器的新型噪聲濾波網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步提高了振蕩器的相位噪聲性能。與傳統(tǒng)的單電感濾波結(jié)構(gòu)相比，變壓器濾波結(jié)構(gòu)可以同時(shí)抑制NMOS管和PMOS管進(jìn)入線性區(qū)，因而可以實(shí)現(xiàn)更好的相位噪聲性