一種低相位噪聲的正交電感電容壓控振蕩器的設計
《信息技術與網絡安全》2020年第5期
羅永雙，趙唯辰，林福江
中國科學技術大學 信息科學技術學院，安徽 合肥 230026
摘要： 在相同的功耗下，串聯耦合正交電感電容壓控振蕩器相位噪聲性能優于并聯耦合電感電容壓控振蕩器。但是在傳統的串聯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工藝下設計完成。其輸出頻率調諧范圍為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，3 MHz頻偏處的相位噪聲為-140.1 dBc/Hz，相較于傳統串聯耦合正交振蕩器優化了6.4 dB。該振蕩器的品質因子為188.3 dBc/Hz，平均相位誤差為0.05°。
中圖分類號：TN432 文獻標識碼：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計［J］.信息技術與網絡安全，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計［J］.信息技術與網絡安全，2020,39（5）：58-62.
Abstract：
Key words :
現代的高性能無線收發機對其中的正交本振信號的相位噪聲和相位精度的要求極為苛刻。因為不滿足性能的相位噪聲可能導致干擾信號混頻到有用信號的頻帶從而對有用信號產生干擾。正交信號的相位精度可以用相互正交的兩路信號偏離90°相位差的相位誤差來衡量。較大的相位誤差可能導致差的鏡像抑制性能，從而增加了誤碼率。
通過兩個相同的振蕩器的耦合獲得正交信號是一種常見的方法。在同樣的功耗下，相對于并聯耦合正交振蕩器，串聯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具有較高的相位精度。本文提出了一種改進的串聯耦合正交振蕩器。通過抑制振蕩器中的部分低頻噪聲貢獻的相位噪聲并且提高電感電容諧振腔的Q值，該改進的正交振蕩器相較于傳統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(中國科學技術大學 信息科學技術學院，安徽 合肥 230026)
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