集成低功耗CMOS压控振荡器及其二分频器

实现了应用于无线局域网收发机的集成低功耗CMOS压控振荡器及其二分频器.压控振荡器是由在片对称螺旋型电感和差分容抗管组成的LC负阻型振荡器,而二分频器采用了ILFD结构.由于采用了差分LC元件和ILFD技术,整个电路的功耗很低.该电路已经用0.18μm CMOS工艺实现.测试结果表明该电路能产生低相位噪声的3.6/1.8GHz双带本振信号,并具有很宽的可控频率范围.当电源电压为1.5V时,该电路消耗了5mA的电流.芯片面积为1.0mm×1.0mm.     

集成低功耗CMOS压控振荡器及其二分频器

实现了应用于无线局域网收发机的集成低功耗CMOS压控振荡器及其二分频器.压控振荡器是由在片对称螺旋型电感和差分容抗管组成的LC负阻型振荡器,而二分频器采用了ILFD结构.由于采用了差分LC元件和ILFD技术,整个电路的功耗很低.该电路已经用0.18μm CMOS工艺实现.测试结果表明该电路能产生低相位噪声的3.6/1.8GHz双带本振信号,并具有很宽的可控频率范围.当电源电压为1.5V时,该电路消耗了5mA的电流.芯片面积为1.0mm×1.0mm.     

基于超谐波注入锁定的低相噪QVCO的设计

对基于注入锁定的正交压控振荡器(QVCO)电路进行了研究和分析,设计了一个低相位噪声、低相位误差的QVCO电路,该电路由两个电感电容压控振荡器(LC VCO)在正交相位进行超谐波耦合,通过一个频率倍增器在交叉耦合对的共模信号点注入同步信号.通过对相位误差公式的推导,提出了降低相位误差的方法,由于该电路在共模点采用二倍频取样,抑制了尾电流的闪烁噪声,降低了相位噪声.电路基于TSMC 0.18 μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺实现,测试结果表明,当谐振频率从4.5 GHz调谐到4.9 GHz时,在电源电压为1.8V时,电路消耗功率为13 mW,1 MHz频偏处的单边带(SSB)相位噪声为-129.95 dBc/Hz,与传统的QVCO相比,噪声性能得到了改善.     

单片UHF RFID阅读器中VCO及其预分频器设计

提出了一种应用于860～960 MHz UHF波段单片射频识别(RFID)阅读器的低相位噪声CMOS压控振荡器(VCO)及其预分频电路.VCO采用LC互补交叉耦合结构,利用对称滤波技术改善相位噪声性能,预分频电路采用注入锁定技术,用环形振荡结构获得了较宽的频率锁定范围.电路采用UMC 0.18 μm CMOS工艺实现,测试结果表明:VCO输出信号频率范围为1.283～2.557 GHz,预分频电路的频率锁定范围为66.35%,输出四相正交信号.芯片面积约为1 mm×1 mm,当PLL输出信号频率为895.5 MHz时,测得其相位噪声为-132.25 dBc/Hz@3 MHz,电源电压3.3 V时,电路消耗总电流为8 mA.     

一种应用于GNSS接收机的无电感多模射频前端

本文设计了一种应用于GNSS接收机的无电感多模射频前端。与传统低噪声放大器结构不同,本设计使用了无电感电流模式以及利用噪声消除技术的低噪声放大器。其高阻输入的射频放大器进一步放大信号并将单端信号转为差分信号。后级无源混频器将信号下变频到中频并将信号传输到下一级的模拟电路模块。文中还有本振缓冲器实现压控振荡器的二分频和25%占空比的方波新号的产生用于控制混频器开关。测试结果表明该射频前端在1.2V电源电压下仅消耗6.7mA电流,并获得了良好的综合性能。射频前端的输入回损为-26dB,而1.43dB的低噪声系数也保证了良好的接收灵敏度。在射频前端电压增益为48dB情况下,测得的输入1dB压缩点为-43dBm。该电路采用了55nm标准CMOS工艺实现,面积非常小,仅仅为220 μm×280 μm左右。     

适用于超宽带频率综合器的1.5 V 7.656 GHz正交输出锁相环

本论文实现了频率为7.656GHz全集成正交输出CMOS锁相环。该锁相环可以用作MB-OFDM超宽带频率综合器的一个基本模块。为了使环路快速稳定,该锁相环采用整数型结构,指定输入参考频率为66MHz,并且采用了一个宽带的正交压控振荡器,把两个交叉耦合LC压控振荡器通过底部串联耦合来产生正交载波。在0.18微米CMOS工艺和1.5V电源电压下,该锁相环消耗电流16mA（包含驱动电路）,测得相位噪声在1MHz频偏处为-109 dBc/Hz。其中测得正交压控振荡器的频率调谐范围为6.95GHz至8.73GHz。整个芯片的核心面积为1×0.5mm2。     

基于激光外调制的频率可调谐光电振荡器

为了实现光电振荡器(OEO)输出频率的可调谐,提出了一种基于外调制激光的频率可调谐光电振荡器。此方案在单环OEO的基础上增加一个由微波滤波器、电衰减器、电放大器和电移相器构成的电增益选频腔,通过调节电移相器的偏置电压可以等效改变电选频腔的腔长,从而改变其输出微波信号的频率;同时调节光延时线来改变光电振荡器的起振模式,通过电增益选频腔信号与光电振荡器自由振荡信号的电注入锁定,即可实现频率可调谐的光电振荡器,其输出信号的频率由锁定OEO模式的电增益选频腔决定。实验结果表明,本方案产生了频率调谐范围为10.05 GHz~10.09 GHz、调谐步长为400 kHz的输出信号,频率在40 MHz的范围内连续可调谐。在输出频率为10.0519 GHz时,其边模抑制比为60 dB,相位噪声为-115 dBc/Hz @10 kHz。该方案结构简单,既保留了单环OEO低相位噪声的优势,又能有效抑制边模,为实现频率可调谐OEO提供了一种新的方法。     

基于背靠背PN变容管的低相位噪声LCVCO研究

研究了一种新型单片集成LC压控振荡器。该压控振荡器在传统的单端PN变容管电路结构基础上,通过对调谐电路进行改进,在保证调谐范围的前提下,有效地降低了相位噪声。压控振荡器使用高Q值螺旋电感,并采用SMIC0.18μm1P6M混合信号CMOS工艺实现。仿真结果表明,在调谐范围不变情形下,新型设计的VCO相位噪声比传统的改善了16.25dB@1kHz、8.08dB@100kHz。压控振荡器的中心频率1.8GHz,工作电压为1.8V,工作电流为3mA。     

射频锁相环型频率合成器的CMOS实现

本论文实现了一个射频锁相环型频率合成器,它集成了压控振荡器、双模预分频器、鉴频鉴相器、电荷泵、各种数字计数器、数字寄存器和控制电路以及与基带电路的串行接口.它的鉴频鉴相频率、输出频率和电荷泵的电流大小都可以通过串行接口进行控制,还实现了内部压控振荡器和外部压控振荡器选择、功耗控制等功能,这些都使得该频率合成器具有极大的适应性,可以应用于多种通信系统中.该锁相环型频率合成器已经采用0.25μm CMOS工艺实现,测试结果表明,该频率合成器使用内部压控振荡器时的锁定范围为1.82GHz~1.96GHz,在偏离中心频率25MHz处的相位噪声可以达到-119.25dBc/Hz.该频率合成器的模拟部分采用2.7V的电源电压,消耗的电流约为48mA.     

基于GaAs工艺的36GHz压控振荡器

利用法国OMMIC公司的0.2μm GaAs PHEMT工艺,设计实现了一个36GHz压控振荡器电路.该电路采用完全差分的调谐振荡器结构,通过引进容性源极耦合差动电流放大器和调谐负载电路,提高了电路的性能.测试表明:该压控振荡器中心频率为36GHz,调谐范围约为800MHz,在偏离中心频率10MHz处的单边带相位噪声为-98.83dBc/Hz.芯片面积为0.5mm×1mm,采用-5V单电源供电,核心单元功耗约为200mW.