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随着无线通信网络的飞速发展,一方面人们对数据传输速率的期望不断提高,各种速率越来越高的无线通信协议也应运而生,超宽带(UWB,Ultra-wideband)就是在这种趋势下产生的。MB-OFDMUWB已经作为IEEE标准被推广,具有极其广泛的应用前景。另一方面,人们希望能够实现无线传输网络的低成本和低功耗,而现代CMOS器件的发展,使得低成本、低功耗的CMOS全集成的射频收发机成为可能。
压控振荡器(VCO,Voltage Controlled Oscillator)是射频收发机前端的核心电路。本论文重点研究设计了一种可应用于MB-OFDM UWB无线收发机的宽带正交输出压控振荡器(QVCO,QuadratureVCO)。
论文研究了电感电容振荡器(LC VCO)的基本原理,同时分析了VCO的相位噪声模型:线性时不变模型和线性相位时变模型,并总结了几种相位噪声优化技术。此外,在分析片上螺旋电感相关内容的基础上,介绍了本设计中采用的一种快速选取工艺库螺旋电感的方法。课题通过对不同QVCO的实现方法进行分析比较,确定了本次设计所采用的电路结构。最后课题采用SMIC0.18μmCMOS工艺设计出一种可应用于MB-OFDM UWB的宽带QVCO。仿真结果显示,VCO的频率调谐范围能覆盖3.4 GHz~4.5 GHz,验证了QVCO设计方法的正确性和可行性。