论文部分内容阅读
集成电路产业的快速发展给市场带来了前所未有的丰富的通信产品,同时消费者也对无线通信终端变得越来越挑剔,设计一款速度更快、更安全、功耗更低的产品正变得越来越富有挑战性。压控振荡器作为蓝牙4.2无线收发机中频率源的核心,它的设计标准逐渐变得越来越严苛,振荡器最重要的两个参数功耗和相位噪声一直以来都是设计者们研究与关注的目标。本文基于标准的SMIC 65nm CMOS工艺分析与设计了两款应用于蓝牙4.2版本的电容电感压控振荡器。在对振荡器组成部分和起振情况简明扼要的分析之后,论文着重分析总结了当前三种计算LC压控振荡器白噪声相位噪声模型:紧接着汇总了当前两种可能引起MOS晶体管闪烁噪声输出转换的效应,然后分析了几种能够有效的降低振荡器相位噪声的技术。首次通过利用计算混频器低频噪声输出的方式,得到差分LC振荡器共模点二次谐波所引起AM-PM转换效应大小,并在此基础上通过对尾电流滤波振荡器进行后仿验证晶体管存在寄生电容非线性造成振荡器相位噪声恶化效应,仿真结果显示在1V电源电压下,该振荡器的功耗仅为0.6mW,相位噪声为-124dBc/Hz@lMHz,-77dBc/Hz@10kHz,FOM为194,振荡频率范围为2.32-2.65GHz,线性可调谐范围为13%,分析了电流复用振荡器输出幅度大小与设计参数的关系,从理论上解决了传统输出幅度不对称问题,随后通过分析振荡器电流效率与电流导通角的关系,得到Class-C振荡器拥有更高的电流效率依据,在此基础上提出了一种基于幅度反馈低功耗C类LC压控振荡器的设计,解决了Class-C起振和最优工作点偏置问题,并介绍了C类振荡器的工作过程。最后通过对C类电流复用压控振荡器后仿可以得到,在1.2V电源电压下,压控振荡器的功耗为1.1mW,相位噪声为-126dBc/Hz@1MHz,FOM为193,振荡频率范围为2.3-2.6GHz,可调谐范围为12%,综合性能具有一定竞争力。