寬帶CMOS壓控振蕩器研究及設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，無線通訊系統(tǒng)的廣泛使用以及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展使得射頻電路的研發(fā)得到了廣泛重視。低成本、低功耗及高性能的無線RF收發(fā)器的設(shè)計(jì)已成為一個(gè)重要的研究熱點(diǎn)，而CMOS技術(shù)的不斷進(jìn)步讓集成RF收發(fā)裝置的各方面性能都有了全面的提高。壓控振蕩器（VCO）是RF接收器的一個(gè)重要的核心組成部分。實(shí)現(xiàn)高性能射頻通信系統(tǒng)，擁有高性能的壓控振蕩器是其先決條件。
　　本課題的主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用于IEEE802.11n無線收發(fā)前端的寬帶壓控振蕩

2、器。該振蕩器采用SMIC0.13μm CMOS RF工藝實(shí)現(xiàn)，輸出頻率范圍為1.7GHz~2.5GHz，同時(shí)具有較低相位噪聲的特點(diǎn)。
　　論文首先介紹壓控振蕩器的研究現(xiàn)狀，分析壓控振蕩器的原理和分類，提出本課題的設(shè)計(jì)指標(biāo)。之后，討論各種相位噪聲模型，并進(jìn)一步分析了噪聲優(yōu)化的技術(shù)。接著介紹了片上電容以及平面螺旋電感的分類，探討了相位噪聲與器件參數(shù)的關(guān)系。最后基于SMIC0.13μm CMOS RF工藝實(shí)現(xiàn)寬帶電容電感壓控振蕩器。本論

3、文所設(shè)計(jì)寬帶壓控振蕩器采用通用的互補(bǔ)交叉耦合結(jié)構(gòu)，三位二進(jìn)制電容陣列來實(shí)現(xiàn)8個(gè)頻段的選擇，MOS可變電容實(shí)現(xiàn)每個(gè)頻段上頻率的細(xì)調(diào)。電路各部分都經(jīng)過精心構(gòu)架，如管子的尺寸、元件的布局、電流源的大小等，以獲得最佳的相位噪聲性能。電路設(shè)計(jì)完成后，在 Cadence軟件中的SpectreRF環(huán)境下進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明，在電源電壓1.8 V的情況下，VCO的中心頻率為2.1GHz，頻率的變化范圍為1.69GHz~2.56GHz。在低頻段