一種低相位噪聲的正交電感電容壓控振蕩器的設(shè)計(jì)
《信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全》2020年第5期
羅永雙，趙唯辰，林福江
中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230026
摘要： 在相同的功耗下，串聯(lián)耦合正交電感電容壓控振蕩器相位噪聲性能優(yōu)于并聯(lián)耦合電感電容壓控振蕩器。但是在傳統(tǒng)的串聯(lián)耦合正交電感電容壓控振蕩器中，LC諧振腔中存在45°的相位偏移使得其相位噪聲被惡化。因此提出一種交流偏置的串聯(lián)耦合正交電感電容壓控振蕩器。該振蕩器中的LC諧振腔的相移接近0°,并且耦合MOS管的低頻噪聲上變頻的相位噪聲部分受到抑制。所以該交流偏置的串聯(lián)耦合正交電感電容壓控振蕩器可以獲得較好的相位噪聲性能。所提出的正交電感電容壓控振蕩器在TSMC 180 nm CMOS工藝下設(shè)計(jì)完成。其輸出頻率調(diào)諧范圍為2.34 GHz~2.60 GHz，電源電壓為1.8 V，功耗約為11.2 mW。輸出頻率為2.58 GHz時(shí)，3 MHz頻偏處的相位噪聲為-140.1 dBc/Hz，相較于傳統(tǒng)串聯(lián)耦合正交振蕩器優(yōu)化了6.4 dB。該振蕩器的品質(zhì)因子為188.3 dBc/Hz，平均相位誤差為0.05°。
中圖分類號(hào)：TN432 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.05.012
引用格式：羅永雙，趙唯辰，林福江.一種低相位噪聲的正交電感電容壓控振蕩器的設(shè)計(jì)［J］.信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全，2020,39（5）：58-62.
引用格式：羅永雙，趙唯辰，林福江.一種低相位噪聲的正交電感電容壓控振蕩器的設(shè)計(jì)［J］.信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全，2020,39（5）：58-62.
Abstract：
Key words :
現(xiàn)代的高性能無(wú)線收發(fā)機(jī)對(duì)其中的正交本振信號(hào)的相位噪聲和相位精度的要求極為苛刻。因?yàn)椴粷M足性能的相位噪聲可能導(dǎo)致干擾信號(hào)混頻到有用信號(hào)的頻帶從而對(duì)有用信號(hào)產(chǎn)生干擾。正交信號(hào)的相位精度可以用相互正交的兩路信號(hào)偏離90°相位差的相位誤差來(lái)衡量。較大的相位誤差可能導(dǎo)致差的鏡像抑制性能，從而增加了誤碼率。
通過(guò)兩個(gè)相同的振蕩器的耦合獲得正交信號(hào)是一種常見(jiàn)的方法。在同樣的功耗下，相對(duì)于并聯(lián)耦合正交振蕩器，串聯(lián)耦合正交振蕩器不僅可以獲得更好的相位噪聲性能，并且其輸出正交信號(hào)具有較高的相位精度。本文提出了一種改進(jìn)的串聯(lián)耦合正交振蕩器。通過(guò)抑制振蕩器中的部分低頻噪聲貢獻(xiàn)的相位噪聲并且提高電感電容諧振腔的Q值，該改進(jìn)的正交振蕩器相較于傳統(tǒng)的正交振蕩器具有更好的相位噪聲性能。
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作者信息：羅永雙，趙唯辰，林福江(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院，安徽 合肥 230026)
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