检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：夏青北京邮电大学

学位级别：硕士

压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO)是收发机的核心器件,功能是为变频过程提供本振信号,本振信号的相位噪声直接影响整个系统的信噪比。同时振荡电路也占据了整机相当大的功耗,VCO的低相噪、低功耗设计近年来始终是研究的... 详细信息

压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO)是收发机的核心器件,功能是为变频过程提供本振信号,本振信号的相位噪声直接影响整个系统的信噪比。同时振荡电路也占据了整机相当大的功耗,VCO的低相噪、低功耗设计近年来始终是研究的热点。本文对VCO的理论模型、结构分析和优化方法展开研究,基于GF 130nm的CMOS工艺设计了一款VCO,两款QVCO,主要研究内容和创新点如下:1、研究C类VCO的工作原理和性能指标,对比分析各种C类VCO的实现方法,采用基于体偏置的幅度控制电路完成了 VCO工作模式的自动转换。经Cadence平台的仿真与优化,最终的版图仿真结果显示VCO中心频率为10.5GHz,相对调频范围9%,直流功耗为1.8mW,相位噪声为-109dBc/Hz@1MHzoffset。FoM 可达 191dBc/Hz,在低功耗设计的基础上达到了良好的相位噪声与调频性能。2、提出一种结合C类VCO核心与衬底耦合技术的低功耗设计方法,推导了衬底耦合网络的等效注入电流的表达式,基于推导表达式的QVCO优化结果显示,本设计提出的QVCO中心频率为10.5GHz,直流功耗为2.5mW,相对调频范围,相位噪声为-115dBc/Hz,FoM达到191.4dBc/Hz,更适合需要低功耗的应用场景。3、对正交压控振荡器的工作原理进行研究,采用了串联耦合网络与跨导线性化技术,设计高精度、低相噪QVCO,在提高电压摆幅的同时降低了串联耦合对相位误差的影响。QVCO的仿真结果表明中心频率9.36GHz,相对调频范围5%,直流功耗8.36mW,相位噪声为-119dBc/Hz@1MHz offset。最高 FoM 为 198.5dBc/Hz。

关键词：压控振荡器正交压控振荡器低功耗设计 CMOS 相位噪声

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應用於超寬頻無線網路之壓控振盪器設計

應用於超寬頻無線網路之壓控振盪器設計

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作者：郭文福中興大學

学位级别：碩士

本论文以实现应用於超宽频无线收发机内之本地振荡信号源产生电路为主；探究相关电路设计上可能遇到的问题，并实际制作出晶片加以验证。我们使用的是台湾实验研究院晶片系统中心所提供之TSMC 0.18μm 1P6M CMOS 1.8V供应电压制程；总... 详细信息

本论文以实现应用於超宽频无线收发机内之本地振荡信号源产生电路为主；探究相关电路设计上可能遇到的问题，并实际制作出晶片加以验证。我们使用的是台湾实验研究院晶片系统中心所提供之TSMC 0.18μm 1P6M CMOS 1.8V供应电压制程；总共制作出两种不同的压控振荡器及一个完整的除整数型锁相回路。本论文整体将以这三块电路为主架构，分成三个章节来讲述各别之电路原理、模拟结果和最後的晶片量测结果。第二章的设计采用可切换电感方式，完成涵盖UWB 1、2、3频带的互补式交叉耦合对压控振荡器。电路概念上是搭配可变电容器并使用开关切换电感以将操作频率分成两个频带，模拟结果可调频宽范围在3GHz到5GHz内，相位杂讯都低於-120dBc/Hz@1MHz。最後实际量测显示振荡在3.186GHz时有最佳相位杂讯-108dBz/Hz@1MHz。第三章的设计则为切换电容方式之背闸极正交四相位压控振器，同样完成涵盖在UWB1、2、3频带。为了达到高频宽，将LC共振槽加上两组切换电容开关，电路特点是有低相位杂讯和低功率消耗。模拟得到可调频宽范围在3GHz到5GHz内，其相位杂讯皆低於-120dBc/Hz@1MHz，功率消耗为10.8mW。最後实际量测显示振荡在4.751GHz时有最佳相位杂讯-105.41dBz/Hz@1MHz。第四章的双模式整数型锁相回路设计，延用第三章部份所设计的振荡器於锁相回路中当作振荡源，应用在802.11a低频带5.15GHz到5.35GHz。而锁定频率在5.14 GHz到5.72GHz，锁定时间低於5μs，最佳峰对峰抖动为48.5ps。

关键词：壓控振盪器正交壓控振盪器鎖相迴路

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低电压自动频带校准压控振荡器设计

低电压自动频带校准压控振荡器设计

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作者：丁欣东南大学

学位级别：硕士

压控振荡器作为锁相环的重要组成部分,其功耗、驱动能力、噪声品质等参数对系统的关键性能有着重要影响。降低电源电压是降低压控振荡器功耗的一个重要手段,是当前的研究热点之一。论文面向GPS射频接收机中锁相环系统应用,设计了一种适... 详细信息

压控振荡器作为锁相环的重要组成部分,其功耗、驱动能力、噪声品质等参数对系统的关键性能有着重要影响。降低电源电压是降低压控振荡器功耗的一个重要手段,是当前的研究热点之一。论文面向GPS射频接收机中锁相环系统应用,设计了一种适用于低电源电压的正交压控振荡器,有效地降低了振荡器和系统的功耗,并从噪声性能和实用性方面对电路进行了优化。论文总结与分析了常规电压压控振荡器设计、低电压带来的挑战和应对方法。综合考虑接收机整体功耗,采用双核正交压控振荡器为混频器提供四路正交的本振信号,并且提出了一种振荡器双核间的相位耦合电路和自检测偏置模块中的峰值检测电路复用的结构,降低了功耗的同时优化了噪声性能,此外,引入反注入电流以进一步提高电流效率。采用自动检测、分级偏置的方案解决低电压下压控振荡器快速起振和低功耗难以兼顾的问题,正交压控振荡器在启动之初利用高电压偏置快速起振,自检测偏置电路检测到起振状态后切换到低电压偏置状态节约功耗,分级控制偏置降低的程度可以保持在宽频带覆盖范围内摆幅的一致性。此外论文方案中还加入了自动频带校准模块以实现正交压控振荡器频带的自动选择。论文基于TSMC 0.13μm CMOS工艺,实现了一款应用于GPS射频接收机中锁相环系统的低功耗自动频带校准正交压控振荡器,并进行了后仿真验证和流片验证。后仿真结果表明,在0.7V供电电压下,起振时间小于150ns,差分摆幅可达0.9V,输出频率覆盖1.3GHz～1.8GHz,相位噪声低于-120dBc/Hz@1MHz,功耗仅1.4mW。对于接收机整体电路的测试结果表明,锁相环能够锁定且提供准确稳定的本振信号,目标频点为1.575GHz时锁定时间约40μs,接收机灵敏度可达-90dB,总功耗仅7mW。

关键词：正交压控振荡器低电压低功耗低相位噪声自动频带校准

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CMOS毫米波压控振荡器的研究和设计

CMOS毫米波压控振荡器的研究和设计

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作者：赵亚杭州电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术的急速发展,尤其是5G计划在不断的推进,无线通信系统对带宽的要求越来越高,这就使得毫米波频段（30GHz300GHz）可观的频谱资源愈发的具有吸引力。射频收发系统是无线通信系统中不可或缺的一部分,对它的研究一直是毫米... 详细信息

随着无线通信技术的急速发展,尤其是5G计划在不断的推进,无线通信系统对带宽的要求越来越高,这就使得毫米波频段（30GHz300GHz）可观的频谱资源愈发的具有吸引力。射频收发系统是无线通信系统中不可或缺的一部分,对它的研究一直是毫米波频段甚至是太赫兹频段的主要内容。压控振荡器（Voltage-controlled Oscillator,VCO）是雷达系统以及射频收发系统中最为关键的一个模块,得到了更加广泛的关注。本文首先阐述了CMOS毫米波压控振荡器的意义,介绍了国内外关于CMOS毫米波频段压控振荡器的研究进展,然后分析了压控振荡器的设计理论、实现方法和毫米波频段VCO的性能要求。最后,基于CMOS工艺进行毫米波VCO的设计。论文工作如下:1.对低相位噪声压控振荡器的设计进行了研究。在ADS仿真环境中,利用开口谐振环结构设计电感,并在Cadence仿真环境中设计中心频率为140GHz的VCO。与传统螺旋电感相比,利用该结构电感设计的压控振荡器的相位噪声改进1.1dBc/Hz。2.对宽频带压控振荡器的设计进行了研究。在ADS仿真环境中,利用人工介电常数的概念并基于数字可控的差分传输线设计了感值可变的片上电感。通过理论分析并结合ADS仿真对数字可控差分传输线中各参数对感值的影响进行分析和验证,并在Cadence仿真环境中利用GF65nm工艺进行宽频带压控振荡器的设计。通过对电路的仿真数据进行分析,实现了频率调谐范围约为6GHz（139.4GHz145.3GHz）的宽频带压控振荡器。3.基于注入锁定技术对正交压控振荡器展开了研究。基于注入锁定的分频特性,利用两个压控振荡器的二次谐波相互作为注入信号,实现两个振荡器的基波信号相位的正交。同时采用1/4?传输线增加振荡器输出二次谐波的振幅从而增加增加注入能量,提高注入锁定产生正交信号的频率范围。在ADS中仿真优化所需电感,在Cadence仿真环境中利用GF65nm工艺设计电路,仿真得出该电路的正交输出频率范围为141.2GHz144.8GHz,相位噪声为-109.69dBc/Hz@10MHz,比单个压控振荡器的相位噪声改进1.75dBc/Hz。

关键词：毫米波压控振荡器宽频带人工介电常数传输线数字可控电感正交压控振荡器注入锁定

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高性能超低功耗的4.224GHz正交LC VCO

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固体电子学研究与进展 2009年第2期29卷 220-225页

作者：郑剑钦李巍李宁任俊彦复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201203 复旦大学微纳科技创新平台上海201203

采用Jazz 0．18 μmRF CMOS工艺设计并实现应用于MB-OFDM超宽带频率综合器的4．224GHz电感电容正交压控振荡器。通过解析的方法给出了电感电容正交压控振荡器的模型，并推导出简洁的公式解释了相位噪声性能与耦合因子的关系。测试结果... 详细信息

采用Jazz 0．18 μmRF CMOS工艺设计并实现应用于MB-OFDM超宽带频率综合器的4．224GHz电感电容正交压控振荡器。通过解析的方法给出了电感电容正交压控振荡器的模型，并推导出简洁的公式解释了相位噪声性能与耦合因子的关系。测试结果显示，核心电路在1．5V电源电压下，消耗6mA电流，频率调谐范围为3．566-4．712GHz；在主频频偏1MHz处的相位噪声为-119．99dBc／Hz，对应的相位噪声的FoM（Figure-of-Merit）为183dB；I、Q两路信号等效的相位误差为2．13°。

关键词：压控振荡器正交压控振荡器相位噪声相位误差

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基于HBT工艺的高功率低相位噪声QVCO

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微电子学 2020年第1期50卷 95-100页

作者：曹军蔡运城赵君鹏吴凯翔高海军杭州电子科技大学“射频电路与系统”教育部重点实验室杭州310018

基于Sanan 2μm GaAs HBT工艺,提出了一种差分Colpitts结构的高功率低相位噪声正交压控振荡器(QVCO)。该QVCO采用四只环形连接的二极管,通过二次谐波反相作用,迫使压控振荡器基波正交。该QVCO比传统串并联晶体管耦合电路具有更高的输出... 详细信息

基于Sanan 2μm GaAs HBT工艺,提出了一种差分Colpitts结构的高功率低相位噪声正交压控振荡器(QVCO)。该QVCO采用四只环形连接的二极管,通过二次谐波反相作用,迫使压控振荡器基波正交。该QVCO比传统串并联晶体管耦合电路具有更高的输出功率和更低的相位噪声。仿真结果表明,该QVCO的调谐范围为12.98~14.05 GHz。振荡频率为13.51 GHz时,输出信号功率为12.557 dBm。相位噪声为-117.795 dBc/Hz@1 MHz。

关键词：异质结双极晶体管正交压控振荡器高功率低相位噪声

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高能效低抖动时钟数据恢复电路的关键技术研究与设计

高能效低抖动时钟数据恢复电路的关键技术研究与设计

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作者：黄森中国科学技术大学

学位级别：博士

随着高速SerDes链路传输距离和传输速率的应用需求不断攀升,信道非理想特性引起的传输信号失真和误码问题已变得愈发严重,而时钟数据恢复电路用于解决接收端数据的抖动问题,是决定高速SerDes系统误码率性能的关键模块;同时,物联网应用... 详细信息

随着高速SerDes链路传输距离和传输速率的应用需求不断攀升,信道非理想特性引起的传输信号失真和误码问题已变得愈发严重,而时钟数据恢复电路用于解决接收端数据的抖动问题,是决定高速SerDes系统误码率性能的关键模块;同时,物联网应用浪潮的兴起,使得芯片的高能效实现已成为产品的关键竞争力。本文对时钟数据恢复电路及其主要模块的高能效和低抖动设计等关键技术进行了研究,通过理论分析并给出了实际的芯片设计验证。时钟数据恢复电路的重要功能就是从输入数据中恢复出时钟信号再利用此恢复时钟来重定时失真的数据,其抖动性能是关键指标,现有技术常牺牲功耗或电路复杂度来减小抖动。本文提出一种紧凑型1/4速率单环路结构,通过将正交压控振荡器和相位插值器两者结合在同一个时钟数据恢复环路里,消除了双环路结构所需的多相时钟产生环路,从而在降低电路复杂度的同时减少了额外的功耗和抖动来源,在输入数据率10.3125Gb/s下,恢复时钟和数据的峰峰值抖动分别为1.14ps和1.21ps,在1.1V电源电压下的总功耗为4.8mW,对应能效达到0.47mW/Gb/s,占用芯片面积为0.55mm2;另外,本文针对正交压控振荡器提出一种峰值注入耦合技术,通过控制耦合电流大小且只在电感电容压控振荡器输出的波峰附近注入电流,相比传统并联耦合结构最小化耦合电流及其对相位噪声性能的恶化,在2.6GHz输出频率附近的相位噪声为-121.6dBc/Hz,功耗为3.63mW,对应FoM达到184dBc/Hz。所设计时钟数据恢复电路和正交压控振荡器等主要模块在SMIC 40nm CMOS工艺实现,仿真和部分测试验证了设计思想。分频器用来提供时钟数据恢复电路所需频率和相位关系的参考时钟信号。一般来说,多标准的高速SerDes系统会被要求单芯片集成,高速分频器就需要具备宽带可编程特性;而为了节省功耗和芯片面积,通常希望多通道时钟数据恢复电路共享参考时钟电路,这就要求低功耗分频器至少能够产生正交输出信号,但现有工作通常以功耗换取速度,且无法在高速下实现可编程正交输出。本文提出一种可编程分频器和正交分频器的级联结构,通过将可编程分频器产生的较低频信号再由正交分频器处理,降低了产生正交输出的设计难度和功耗;另外,本文针对可编程分频器提出一种基于灵敏放大器结构触发器,通过采用正反馈增强型动态锁存级改善功耗和延迟性能,在低功耗下实现高速操作,最高工作频率为14.8GHz,在1.1V电源电压下的功耗为0.54mW,对应能效达到27.38GHz/mW。所设计可编程正交分频器在SMIC 40nm CMOS工艺实现并测试验证。电压基准源用来产生时钟数据恢复电路所需不随工艺、电源电压和温度变化的参考电压信号。随着片上系统的快速发展,高速SerDes系统需要电压基准源具备良好的电源噪声抑制能力,且要保证宽温度范围内参考电压的稳定性;随着时钟数据恢复电路设计不断向深亚微米级工艺发展,电压基准源要能够在1V甚至更低的电源电压下工作;而移动电子设备的逐渐增多,使得低功耗成为电压基准源设计的必要条件,但现有结构总是无法兼顾低功耗、低温度系数和高电源抑制比性能。本文提出一种高性能的亚阈值CMOS电压基准源,利用负反馈增强型的低压共源共栅结构确保PTAT亚阈值电流的电源噪声抑制能力,电源抑制比最差可达到-55.0dB@30kHz;同时,通过分析设计亚阈值区MOS管的VGS电压的负温度系数并与流过它的PTAT电流进行温度补偿,温度系数平均值可达到19.1ppm/℃@-40℃-120℃,且在0.7V电源电压下的总功耗为8.9μA。所设计CMOS电压基准源在SMIC 40nm CMOS工艺实现并测试验证。

关键词：时钟数据恢复电路正交压控振荡器可编程正交分频器 CMOS电压基准源

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2.4GHz低相位误差低相位噪声CMOS QVCO设计

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半导体技术 2007年第11期32卷 988-991页

作者：高慧吕志强来逢昌哈尔滨工业大学微电子中心哈尔滨150001

提出了一种新型的适用于锁相环频率合成器的正交压控振荡器(QVCO)结构,分析了QVCO的工作原理及其相位噪声性能。ADS仿真结果表明,电路工作在2.4 GHz、偏离中心频率600 kHz的情况下相位噪声为-115.4 dBc/Hz,在1.8 V电源下功耗仅为2.9 mW... 详细信息

提出了一种新型的适用于锁相环频率合成器的正交压控振荡器(QVCO)结构,分析了QVCO的工作原理及其相位噪声性能。ADS仿真结果表明,电路工作在2.4 GHz、偏离中心频率600 kHz的情况下相位噪声为-115.4 dBc/Hz,在1.8 V电源下功耗仅为2.9 mW,输出信号的相位误差小于0.19°。结果还表明相对于目前流行的QVCO结构,提出的结构实现了低相位误差、低功耗、高FoM值。

关键词：正交压控振荡器相位噪声相位误差品质因数

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基于自注入耦合技术的超低相位噪声QVCO

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雷达科学与技术 2017年第2期15卷 198-202页

作者：戚玉华何如龙海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

基于标准0.18μm CMOS工艺,提出并验证了一种改进的用于多相位振荡器的耦合方法。将一种先进的自注入耦合(SIC)技术,用于耦合两个电流复用差分压控振荡器(VCO)。相比较于传统的并联耦合正交VCO(QVCO)而言,所提出的采用SIC技术的QVCO在... 详细信息

基于标准0.18μm CMOS工艺,提出并验证了一种改进的用于多相位振荡器的耦合方法。将一种先进的自注入耦合(SIC)技术,用于耦合两个电流复用差分压控振荡器(VCO)。相比较于传统的并联耦合正交VCO(QVCO)而言,所提出的采用SIC技术的QVCO在没有增加功耗的前提下,表现出了更低的相位噪声。所提出的SIC-QVCO在16.41GHz振荡频率下,相位噪声为-119.7dBc/Hz@1MHz,并且调谐范围高达1.66GHz,直流电源电压和电流分别为1.8V和5.28mA,芯片尺寸为0.3mm×0.9mm。

关键词：相位噪声自注入耦合正交压控振荡器振幅误差相位误差

来源：评论

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基于衬底注入技术的交叉耦合式QVCO设计

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现代雷达 2018年第12期40卷 74-77页

作者：魏迎军张飞黄淮学院机械与能源工程学院河南驻马店463000 黄淮学院信息工程学院河南驻马店463000

提出了一种基于衬底注入技术的正交压控振荡器(QVCO)。此QVCO的实现是基于两个电感电容压控振荡器的耦合作用,并没有任何额外的耦合器件。在相位噪声、正交相位误差、调谐范围以及功耗方面,对所提出的QVCO与传统的QVCO进行了比较。仿真... 详细信息

提出了一种基于衬底注入技术的正交压控振荡器(QVCO)。此QVCO的实现是基于两个电感电容压控振荡器的耦合作用,并没有任何额外的耦合器件。在相位噪声、正交相位误差、调谐范围以及功耗方面,对所提出的QVCO与传统的QVCO进行了比较。仿真表明:该QVCO在4.1 GHz处取得了0.62°的正交相位误差,采用标准的0.13μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺对该QVCO进行流片实现,芯片面积为0.51 mm×0.87 mm。测试结果表明:在3.95 GHz处的相位误差为-118.5 d Bc/Hz@1MHz,在0.5 V电源电压供电下,消耗的功耗为0.41 m W,适用于低功耗需求场合。

关键词：互补金属氧化物半导体集成电路低功耗衬底注入交叉耦合正交压控振荡器

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