一种超低功耗低相噪FBAR振荡器

提出了一种基于薄膜体声波谐振器(FBAR)的差分Colpitts振荡器。相比于传统Colpitts振荡器,该差分Colpitts振荡器移除了尾电流源,减少了近偏频相位噪声。交叉耦合差分对与耦合变压器的结合提高了有效负跨导,减小了振荡电路对启动电流的要求,增加了低电源电压下的输出摆幅,降低了相位噪声。该振荡器工作于C类状态,有效提高了电流利用率,保证电流相等条件下达到更好的相位噪声性能。选用具有高Q值的1.865 GHz-FBAR作为振荡器的谐振腔,CMOS电路基于SMIC 55 nm RFCMOS工艺完成。仿真结果表明,在0.6 V电源电压下,输出载波频率为1.876 GHz,1 kHz偏频、1 MHz偏频时相位噪声分别达-84 dBc/Hz、-146 dBc/Hz,功耗仅为83 μW,整体FOM值为-225 dB。     

基于阶梯阻抗hair-pin谐振器的X波段振荡器的设计

介绍一种采用新颖hair-pin谐振器设计低相位噪声平面微波振荡器的方法。新hair-pin谐振器利用阶梯阻抗可以转移基波倍频处的伪谐振频率并可以消除谐波互调分量的优势,使振荡器的相位噪声明显地降低。与传统均匀阻抗hair-pin谐振器设计的振荡器相比,新hair-pin谐振器设计的振荡器表现出更好的相位噪声。实验测量结果表明:振荡频率为12.07GHz,在100kHz和1 MHz频偏处,相位噪声分别为-96.15dBc/Hz和-127.29dBc/Hz。此外,振荡器的功耗为37.4mW,输出功率为-0.76dBm。     

Colpitts型低噪声声表面横波振荡器

描述了工作频率达1.435GHz的低损耗声表面横波谐振器,其损耗为3dB,有载品质因素达1 573。用此表面横波谐振器作为频控元件,采用Colpitts型振荡电路,制作出千兆赫兹频率的低噪声声表面横波振荡器,其在偏离载波1kHz、10kHz、1MHz处的相位噪声分别达-105dBc/Hz、-137dBc/Hz、-168dBc/Hz。     

一种带有尾电流源反馈的FBAR振荡器

为改善振荡器相位噪声性能,设计了一种带有尾电流源反馈的薄膜体声波谐振器（FBAR）振荡器。研究表明,尾电流源晶体管闪烁噪声和谐振回路是振荡器相位噪声的主要来源。为了降低尾电流源晶体管闪烁噪声对振荡器相位噪声的影响,采用两组对称分离且工作在亚阈值区域的P型金属氧化物半导体（PMOS）偏置电流源进行尾电流反馈。与传统单个尾电流源相比,该技术具有更好的相位噪声性能。同时,基于对Hajimiri噪声模型的分析,利用尾电流源反馈技术,控制振荡器在振幅达到峰值及零穿越点时的电流大小,以进一步改善相位噪声性能。高Q值谐振器可以显著提高振荡器的整体相位噪声性能,因此,设计采用高Q值微机电系统（MEMS）器件FBAR作为谐振腔,并通过TSMC 180 nm RF CMOS工艺完成电路设计。结果表明：该振荡器输出频率为1.93GHz,整体电路功耗为580μW,在1 kHz偏频处相位噪声为-89.7 dBc/Hz,计算得到灵敏值（Factor Of Merit, FOM）为217 dB。     

双耦合跨导增强型低功耗压控振荡器

设计了一种工作于Ku波段和Ka波段的新型电容电感压控振荡器(LC VCO),具有低功耗和低相位噪声的优点。Ku波段的信号由交叉耦合LC VCO产生,在此基础上利用PMOS push-push倍频器结构,将信号频率由Ku波段扩展到Ka波段。采用互补型交叉耦合对结构,通过电流复用技术,提高信号的输出摆幅。同时该结构通过电容分裂技术和栅极漏极阻抗平衡技术,降低了功耗和相位噪声。该双频段VCO芯片基于0.13μm CMOS工艺实现,尺寸为0.88 mm×0.64 mm。测试结果表明,在1.25 V电源电压下,该VCO的功耗为2.25 mW。14.53 GHz时,该VCO在偏移中心频率1 MHz和10 MHz处的输出相位噪声分别为-115.3 dBc/Hz和-134.8 dBc/Hz, 29.08 GHz时的输出相位噪声分别为-109.67 dBc/Hz和-129.23 dBc/Hz。     

基于兰姆波压电谐振器的高频低相噪MEMS振荡器仿真研究

发达的现代通信设备对时钟源器件提出了更高的要求,在保障频率信号稳定的同时还需要器件具备可集成、微型化等特点,微机电系统(MEMS)振荡器因其具备这些优势,已逐渐替代传统振荡器,成为电子设备中信号源的常用元器件。该文设计了一种MEMS振荡器并对其进行仿真测试,该振荡器的核心选频器件由Lamb波压电谐振器组成,在应用于振荡电路前,对设计的MEMS谐振器进行了仿真测试,并提出两种优化其寄生模态的方法,所得谐振器的品质因数(Q)为1 357.5,串联谐振频率为70.384 MHz。将优化后谐振器应用于振荡电路后,对振荡器输出信号和相位噪声进行测试,结果表明,MEMS振荡器的输出载波频率为70.58 MHz,相位噪声为-64.299 dBc/Hz@1 Hz及-144.209 dBc/Hz@10 kHz。     

基于高次谐波体声波谐振器的微波振荡器设计

基于高次谐波体声波谐振器(HBAR)的高品质因数(Q)值和多模谐振特性,设计了Colpitts和Pierce两种形式的微波振荡器。采用HBAR与LC元件组成谐振回路的方法,与放大电路构成反馈环路直接基频输出微波频段信号。Colpitts振荡器输出信号频率为980 MHz,信号输出功率为-4.92dBm,信号相位噪声达-119.64dBc/Hz@10kHz;Pierce振荡电路输出信号频率达到2.962GHz,信号输出功率为-9.77dBm,信号相位噪声达-112.30dBc/Hz@10kHz。     

CMOS低相位噪声压控振荡器的设计

基于65 nm CMOS标准工艺库,设计了一个工作频率在10 GHz的具有低相位噪声的CMOS电感电容型压控振荡器。该压控振荡器选用CMOS互补交叉耦合型电路结构,采用威尔逊型尾电流源负反馈技术来降低相位噪声。仿真结果表明,此压控振荡器工作频率覆盖范围为9.9~11.2 GHz,调谐范围为12.3%,中心频率为10.5 GHz,在频率偏移中心频率1 MHz下的相位噪声为-113.3 dBc/Hz,核心功耗为2.25 mW。     

905MHz低相噪声表面波振荡器的设计

本文分析了声表面波谐振器的性能 ,论述了声表面波振荡器的工作原理及设计方法 ,最终完成中心频率为 90 5MHz的振荡电路 ,相位噪声低于 - 110dBc/Hz/ 1kHz。文中对影响相位噪声的因素进行了分析讨论     

50 MHz低噪声Colpitts石英晶体振荡器设计

该文在振荡器Leeson模型的基础上分析了有载品质因数（QL）对振荡器相位噪声的影响,且通过分析Colpitts振荡电路得到了其QL的表达式,明确了QL与电路参数的精确关系。并用安捷伦ADS软件对50 MHz Colpitts晶体振荡器的相位噪声进行了仿真,根据仿真结果在提高QL的基础上设计了一晶体振荡器样机,样机采用AT切三次泛音、49U电阻焊封装的晶体谐振器,其无载品质因数（Q0）为1.45×105。经测试得到其相位噪声指标优于-107 dBc/Hz@10Hz、-134 dBc/Hz@100 Hz和-152 dBc/Hz@1 kHz。实验结果表明,基于提高QL设计低相噪晶体振荡器的方法是可行的。