K波段GaAs HBT压控振荡器的设计

摘要

无线通信的迅猛发展极大推动了集成电路的发展，集成电路正不断朝着低成本、高性能、小型化的方向迈进。作为无线通信系统中的关键模块，压控振荡器的设计得到了很高的关注。相位噪声性能是压控振荡器最关键的性能之一，本文就如何设计低相位噪声的压控振荡器就行了研究。
　　本文首先阐述了压控振荡器的基本原理，采用WinSemiconductors公司的GaAsHBT工艺完成了一个工作在K波段的低相位噪声压控振荡器。然后对相位噪声做了详细分析，根据这些分析提出了降低压控振荡器的相位噪声的一些方法，并在本文的设计中得到了应用。通过仿真得到该压控振荡器的中心频率为19.92GHz，在中心频率处的相位噪声为-116dBc/Hz@1MHz，调谐范围从19.62GHz到20.23GHz，在一个6V的直流电压源下，直流功耗为90mW。最后，对电路进行了版图设计。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状与发展趋势

1．3 本论文的研究内容

第二章 压控振荡器理论

2．1 压控振荡器概述

2．1．1 压控振荡器的重要性能参数

2．1．2 压控振荡器的数学模型

2．2 LC振荡器和环形振荡器

2．2．1 LC振荡器

2．2．2 环形振荡器

2．2．3 LC振荡器与环形振荡器的比较

2．3 LC振荡器的振荡条件

2．3．1 起震条件

2．3．2 平衡条件

2．3．3 稳定条件

2．4 本章小结

第三章 压控振荡器的仿真及优化

3．1 电路拓扑结构的选择

3．2 负阻结构设计

3．3 偏置结构设计

3．4 各元件的选取

3．5 直流工作点的选取

3．6 电路仿真

3．6．1 瞬态仿真

3．6．2 谐波平衡仿真

3．6．3 调谐特性仿真

3．7 VCO的性能总结

第四章 相位噪声特性分析

4．1 相位噪声的基本概念

4．2 相位噪声模型

4．2．1 Leeson模型

4．2．2 Hajimiri模型

4．2．3 Abidi模型

4．3 降低相位噪声的方法

4．3．1 线性分析方法中降低相位噪声的方法

4．3．2 设计中采用的降低相位噪声的一些方法

4．4 版图设计

4．4 本章小结

第五章 结束语

致谢

参考文献

攻读硕士期间的研究成果和参加的科研项目