基于SOI CMOS工艺的2.4GHz 低相噪压控振荡器设计

摘要

压控振荡器(Voltage controlled oscillator,VCO)作为无线通信系统中射频接收机的关键组成部分,是时钟恢复、锁相环(Phase Locked Loop,PLL)以及频率综合器等电路的重要功能模块,它在手机、军事通信系统、卫星通信终端等电子系统中有着广泛的应用.在近几年学术界和工业界对无线收发机的研究中,全集成电感电容压控振荡器(LC-VCO)成为拥有较多关注的射频单元电路之一.由于SOI CMOS工艺提供了更多更好的对称器件,所以本课题设计的LC-VCO具有很好的工程背景与应用价值. 本文采用0.28μm SOI CMOS工艺,根据指标要求,由于电源电压为1.2V,所以核心电路采用单交叉耦合LC-VCO结构.由于工作频率为2.4~2.4835GHz,故采用开关电容阵列拓宽调谐范围以满足频率覆盖要求.同时通过对调谐电压的控制使调谐曲线的线性范围集中在0~VDD之间.通过对比相位噪声的优化方法,选择既节省芯片面积又满足指标要求的电阻电容低通滤波以及尾电容二次滤波结构.后仿真结果表明,在各个工艺角TT/FF/SS和不同温度-40/27/85℃组合下的频率调谐范围为2.2~2.8GHz,最大调谐增益低于150MHz/V,相位噪声低于-100dBc/Hz@1MHz,功耗小于1.61mW,各项性能均满足设计指标要求. 本文设计的VCO可以应用于2.4GHz的蓝牙/WLAN/Zigbee/Wi-Fi等设备中.

目录

第一个书签之前