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为了适应目前无线通信的发展趋势,研发一款支持多种无线通信标准的多模射频收发机是目前国内外工业界和学术界的热点。多模射频收发机的心脏是频率综合器,一款能适用于多种无线通信标准的频率综合器需要具备非常宽的频率范围以覆盖各种不同无线通信标准的工作频段,同时还需要达到一定的相位噪声指标以满足无线通信的标准要求。压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO)是频率综合器中最重要的模块,其决定了频率综合器所能提供的频率范围以及带外的相位噪声性能,受到了极大的关注。本论文在介绍了锁相环频率综合器以及压控振荡器相关理论的基础上,分析了宽带LC-VCO设计中所存在的诸多制约因素,然后介绍了目前常用的宽带VCO结构,在此基础上论述了基于片上变压器的宽带VCO的一些设计原则和优化方法,对其两种拓扑结构及其性能指标进行了详细的分析与讨论。同时综合考虑频率调谐范围、相位噪声、功耗等因素,采用ADS Monentum对片上变压器进行建模仿真,最后基于TSMC0.18μm CMOS工艺设计了两款应用于多模多标准接收机中的宽带压控振荡器(VCO H和VCOL).论文采用Cadence Virtuoso工具完成了版图设计,两款VCO的芯片面积分别为1084μm 616μm和1420μm 710μm。后仿真表明：VCOH的频率覆盖范围为4.00～7.76GHz,1MHz频偏处的相位噪声在所有频率范围内均低于-109dBc/Hz, VCOL的频率覆盖范围为1.40-4.05GHz,1MHz频偏处的相位噪声在所有频率范围内均低于-115dBc/Hz,保证了1.4-7.6GHz连续的频率范围,且相位噪声指标完全满足设计要求,两款VCO消耗的电流小于15mA。两个VCO流片测试所得的频率范围分别为3.40-7.30GHz和1.20-4.00GHz,但是相邻子带有不交叠的情况发生,导致频率覆盖有不连续处。这虽然不影响多模多标准最终输出频率的要求,但是对整个频率综合器的动态特性有所影响。测试结果表明,两款VCO的相位噪声最好情况分别为-90dBc/Hz@1MHz和-94dBc/Hz@1MHz,在大部分情况下满足设计指标要求；最差情况下分别为-80dBc/Hz@1MHz和-84dBc/Hz@1MHz,相位噪声在部分频段略不满足设计要求。两个VCO核心电路所消耗的电流分别为10.1～14.0mA和8.9～13.3mA。