多相位低相位噪声5GHz压控振荡器的设计

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多相位低相位噪声5GHz压控振荡器的设计

摘要：采用TSMC 0 .18 umCMOS 工艺实现了全差分相位差为45的LC低相位噪声环形压控振荡器电路。芯片面积1.05 mm× 1 .00 mm。当仅对差分输出振荡信号的一端进行测试时,自由振荡频率为5.81 GHz,在5MHz频偏处的相位噪声为–101.62 dBc/Hz。
关键词：压控振荡器(VCO)，环形振荡器，CMOS工艺


在高速的光纤通信系统中 ,设计兼具低相位噪声、低功耗、宽调频范围的压控振荡器一直是具有挑战性的课题。在0.18 um CMOS工艺中,电感越来越被广泛应用于超高速集成电路的设计。由于IC振荡器具有选频准确,受工艺误差影响小等优点,在射频和超高速集成电路中得到广泛的应用。同时,环形LC振荡器具有输出多相位﹐频谱纯等优点。本次设计综合这两方面的优点﹐给出了一个应用于STM -64系统,输出相位相差45°的压控振荡器。电路采用Agilent 公司的ADS软件进行仿真,在cadence环境下完成了版图设计和后仿真,通过TSMC成功流片﹐并在东南大学射频与光电集成电路研究所完成在晶圆(on-wafer)测试。全文分为五个部分,第二部分介绍系统结构,第三部分介绍电路结构,第四部分介绍版图和测试结果,最后给出结论。
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根据Barkhausen 准则,电路要在某个频率o上振荡,必须满足两个条件:

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