一种低相位噪声的正交电感电容压控振荡器的设计
《信息技术与网络安全》2020年第5期
罗永双，赵唯辰，林福江
中国科学技术大学 信息科学技术学院，安徽 合肥 230026
摘要：在相同的功耗下，串联耦合正交电感电容压控振荡器相位噪声性能优于并联耦合电感电容压控振荡器。但是在传统的串联耦合正交电感电容压控振荡器中，LC谐振腔中存在45°的相位偏移使得其相位噪声被恶化。因此提出一种交流偏置的串联耦合正交电感电容压控振荡器。该振荡器中的LC谐振腔的相移接近0°,并且耦合MOS管的低频噪声上变频的相位噪声部分受到抑制。所以该交流偏置的串联耦合正交电感电容压控振荡器可以获得较好的相位噪声性能。所提出的正交电感电容压控振荡器在TSMC 180 nm CMOS工艺下设计完成。其输出频率调谐范围为2.34 GHz~2.60 GHz，电源电压为1.8 V，功耗约为11.2 mW。输出频率为2.58 GHz时，3 MHz频偏处的相位噪声为-140.1 dBc/Hz，相较于传统串联耦合正交振荡器优化了6.4 dB。该振荡器的品质因子为188.3 dBc/Hz，平均相位误差为0.05°。
中图分类号：TN432
文献标识码：A
DOI：10.19358/j.issn.2096-5133.2020.05.012
引用格式：罗永双，赵唯辰，林福江.一种低相位噪声的正交电感电容压控振荡器的设计［J］.信息技术与网络安全，2020,39（5）：58-62.
引用格式：罗永双，赵唯辰，林福江.一种低相位噪声的正交电感电容压控振荡器的设计［J］.信息技术与网络安全，2020,39（5）：58-62.
Abstract：
Key words :
现代的高性能无线收发机对其中的正交本振信号的相位噪声和相位精度的要求极为苛刻。因为不满足性能的相位噪声可能导致干扰信号混频到有用信号的频带从而对有用信号产生干扰。正交信号的相位精度可以用相互正交的两路信号偏离90°相位差的相位误差来衡量。较大的相位误差可能导致差的镜像抑制性能，从而增加了误码率。
通过两个相同的振荡器的耦合获得正交信号是一种常见的方法。在同样的功耗下，相对于并联耦合正交振荡器，串联耦合正交振荡器不仅可以获得更好的相位噪声性能，并且其输出正交信号具有较高的相位精度。本文提出了一种改进的串联耦合正交振荡器。通过抑制振荡器中的部分低频噪声贡献的相位噪声并且提高电感电容谐振腔的Q值，该改进的正交振荡器相较于传统的正交振荡器具有更好的相位噪声性能。
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作者信息：罗永双，赵唯辰，林福江(中国科学技术大学 信息科学技术学院，安徽 合肥 230026)
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