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一种改进的C类VCO振幅模型乔帅领;徐卫林;段吉海;韦雪明;韦保林【摘要】为了提高C类VCO振幅模型的精度,解决由传统振幅模型得到的振幅值与实际振幅值存在较大偏差的问题,提出了一种改进的C类VCO振幅模型.获得的中间函数、电流效率与振幅公式呈现出各参数之间的复杂函数关系,对该模型进行Matlab编程与仿真分析,直观呈现了各参数之间的关系.将改进前后的理论分析结果与基于0.18μm RF CMOS工艺设计的实际电路的仿真结果进行比较,验证了该模型的正确性.%In order to improve the accuracy of class-C VCO amplitude model and solve the problem that there is a large devia-tion between the amplitude value obtained from the traditional amplitude model and the actual amplitude value,an improved amplitude model is proposed.The intermediate function,the current efficiency formula and the amplitude formula show the complex function relationship among the performance parameters.Therefore,the relationship is present intuitively through Matlab programming and simulation analysis of the model.The theoretical analysis results of the previous traditional model and the improved model are compared with the simulation results of the actual circuit implemented in the RF 0.18 μm CMOS technology,which verifies the correctness of the proposed model.【期刊名称】《桂林电子科技大学学报》【年(卷),期】2017(037)005【总页数】6页(P366-371)【关键词】C类VCO;振幅模型;电流效率;Matlab;正确性【作者】乔帅领;徐卫林;段吉海;韦雪明;韦保林【作者单位】桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室,广西桂林541004;桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室,广西桂林541004;桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室,广西桂林541004;桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室,广西桂林541004;桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TN432压控振荡器(VCO)作为重要的频率产生模块，广泛应用于频率综合器、时钟数据恢复电路。
一种高线性度2.4GHz CMOS LC压控振荡器
张鸿;陈贵灿
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2007(24)7
【摘要】对影响压控振荡器(VCO)线性度的因素进行了研究,并提出了一种适用于2.4GHz ISM频段的高调节线性度的CMOS LC VCO结构。
新的VCO结构采用两个控制端,分别控制一对p+/n-well变容管和一对MOS变容管。
该VCO输出两
个波段,调节非线性度分别为1.45%和1.74%,总调节范围为2.33～2.72 GHz,功耗为15mW,芯片面积为534×540μm2。
结果表明,新的电路结构使得VCO的调节
非线性度降低到通常只用一对变容管的VCO的一半以下,同时极大地减小了调节范围内相噪声的波动,有效地提高ISM频段内多种无线通信标准的射频收发机的性能。
【总页数】4页(P176-179)
【关键词】LC压控振荡器;CMOS射频集成电路;调节线性度;相噪声
【作者】张鸿;陈贵灿
【作者单位】西安交通大学微电子研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN74
【相关文献】
1.1V高线性度
2.4GHz CMOS低噪声放大器 [J], 徐跃;杨英强
2.2.4GHz低相位噪声CMOS负阻LC压控振荡器设计 [J], 赵宇浩;陈军宁;吴秀龙;
梅振飞;徐太龙;鲁士滨
3.高线性2.4GHz LC压控振荡器设计 [J], 徐晋;毕春艳;徐桂芳
4.一种高电源噪声抑制宽线性范围CMOS压控振荡器设计 [J], 孙铁;惠春;王芸
5.一个2.4GHz CMOS LC压控振荡器的设计 [J], 王天心;刘瑞金;杨莲兴
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一款0.18μm CMOS辐射加固差分压控振荡器
赵振宇;郭斌;张民选;刘衡竹
【期刊名称】《国防科技大学学报》
【年(卷),期】2009(031)006
【摘要】基于对称负载压控振荡器(VCO)的单粒子瞬变(SET)失效机理,应用设计加固(RHBD)技术分别改进了偏置电路和环形振荡器,设计和实现了一款0.18μm CMOS辐射加固差分VCO.模拟结果表明:加固VCO的SET敏感性大幅降低,同时还降低了抖动对于电源噪声的敏感性.虽然电路结构变化会导致频率下降,但可以通过调整电路尺寸而解决.此外,加固VCO面积开销有所降低,优于其他加固方法.【总页数】6页(P12-17)
【作者】赵振宇;郭斌;张民选;刘衡竹
【作者单位】国防科技大学计算机学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学计算机学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学计算机学院,湖南,长沙,410073;国防科技大学计算机学院,湖南,长沙,410073
【正文语种】中文
【中图分类】TN386.1
【相关文献】
1.基于0.18 μm CMOS工艺的6 GHz环形压控振荡器设计 [J], 吴春红;朱恩;王雪艳;郁炜嘉;程树东;王志功
2.0.18μm CMOS工艺全集成LC谐振压控振荡器的优化设计 [J], 李智群;王志功;
张立国;徐勇;章丽;熊明珍
3.基于0.18 μm CMOS加固工艺的抗辐射单元库开发 [J], 姚进;左玲玲;周晓彬;刘谆;周昕杰
4.Ku波段0.18μm CMOS压控振荡器电路设计 [J], 冯海洋;杜慧敏;张博;明远先
5.基于0.18μm CMOS加固工艺的抗辐射设计 [J], 姚进;周晓彬;左玲玲;周昕杰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于CMOS工艺的低相位噪声LC压控振荡器
张原;衣晓峰;洪志良
【期刊名称】《微电子学》
【年(卷),期】2006(36)2
【摘要】介绍了一种用于锁相环型频率合成器的单片集成LC压控振荡器。
该压控振荡器在传统的电路结构基础上进行了改进，在保证调谐范围的前提下，有效地降低了相位噪声。
压控振荡器使用了片上集成螺旋电感，采用中芯国际（SMIC）0．35μm 1P6M混合信号CMOS工艺。
测试结果表明，该压控振荡器的可调频率为303．55GHz，在3．55GHz中心频率附近的相位噪声达到-128dBe／Hz （600kHz），整个压控振荡器的工作电压为3．3V，工作电流为13mA。
【总页数】4页(P205-208)
【关键词】电感电容压控振荡器;相位噪声;频率合成器
【作者】张原;衣晓峰;洪志良
【作者单位】复旦大学专用集成电路和系统国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN432
【相关文献】
1.低相位噪声CMOS LC压控振荡器的设计与优化 [J], 郭雪锋;王志功;李智群
2.宽带CMOS LC压控振荡器设计及相位噪声分析 [J], 郭雪锋;王志功;李智群;唐路
3.CMOS工艺的低相位噪声LC VCO设计 [J], 李智群;王志功;张立国;徐勇
4.2.4GHz低相位噪声CMOS负阻LC压控振荡器设计 [J], 赵宇浩;陈军宁;吴秀龙;梅振飞;徐太龙;鲁士滨
5.基于0.35μm SiGe BiCMOS的2.5GHz低相位噪声LC压控振荡器的设计(英文) [J], 张健;陈立强;李志强;陈普峰;张海英
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基于CMOS工艺的压控振荡器（VCO）设计与实现涉及多个关键步骤。
以下是一种基本的实现方法：1. **确定规格和性能参数**：首先，要明确VCO的应用场景和性能参数要求，例如工作频率范围、调谐范围、相位噪声等。
这些参数将影响电路的具体设计。
2. **选择合适的工艺和器件模型**：CMOS工艺有多种类型，如NMOS、PMOS、CMOS等，每种工艺都有其特点和适用范围。
同时，需要选择合适的器件模型，以实现所需的电路性能。
3. **设计电路结构**：基于确定的规格和性能参数，开始设计VCO 的电路结构。
一种常见的VCO结构是LC振荡器，它由一个电感和一个电容组成，通过交叉耦合晶体管实现电压控制振荡。
4. **仿真与优化**：使用电路仿真工具对设计进行仿真，验证电路性能是否满足要求。
根据仿真结果，对电路设计进行优化，以改善性能参数。
5. **版图绘制与制作**：将优化后的电路设计转换为物理版图。
这一步需要使用专业的版图绘制工具，确保电路元件的尺寸、布局和布线满足工艺要求。
6. **芯片制造与测试**：将版图交付给半导体制造工厂进行生产，得到实际的芯片。
在制造过程中，需要进行质量控制和可靠性测试，以确保生产的芯片符合设计要求。
7. **测试与验证**：将制造好的芯片安装到电路板上，与外部测试设备连接，对VCO进行实际测试。
测试内容包括工作频率、调谐范围、相位噪声等，以确保其性能满足规格要求。
8. **反馈与改进**：根据测试结果，对设计进行反馈和改进，调整电路参数或优化工艺流程，以提高VCO的性能和可靠性。
基于CMOS工艺的压控振荡器设计与实现是一个迭代的过程，需要不断调整和优化设计以满足实际应用需求。
同时，还要关注制造过程中的质量控制和可靠性问题，以确保生产的芯片能够可靠地工作。
基于标准CMOS工艺压控振荡器(VCO)设计作者：南志坚刘鸿旗来源：《科技资讯》 2014年第2期南志坚1 刘鸿旗2（1、内蒙古阿拉善太西煤集团股份有限公司内蒙古阿拉善 750306 2、内蒙古阿拉善左旗科学技术协会内蒙古阿拉善 750306）摘要：近年来随着无线通信系统的迅猛发展和CMOS工艺的不断进步，对CMOS 无线射频收发机要求越来越高。
低成本、小型化、宽频带、低噪声、更高的工作频段是未来射频收发机设计所要努力的方向。
压控振荡器(voltage-controlled oscillator, VCO)作为频率综合器的关键组成部分，对频率综合器的频率覆盖范围、相位噪声、功耗等重要性能都有直接影响，文章经过对VCO性能参数的分析，介绍了一些压控振荡器性能优化方法。
关键词：振荡器、施密特触发器、环形振荡器、CSA中图分类号：TD61 文献标识码：A文章编号：1672-3791(2014)01(a)-0000-00一、引言压控振荡器(voltage-controlled oscillator, VCO)是一种以电压输入来控制振荡频率的电子振荡电路,是现代无线电通信系统的重要组成部分。
在当今集成电路向尺寸更小、频率更高、功耗更少、价格更低发展的趋势下，应用标准工艺设计生产高性能的压控振荡器已是射频集成电路中的一个重要课题。
尤其在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位。
二、压控振荡器(VCO)原理2.1 概述压控振荡器是在振荡器的基础上引入控制端，实现电压控制振荡频率的功能。
振荡器是通过自激方式把直流电能变换为交流电能的一种电子线路。
构成VCO的第一步，是实现一个振荡器，然后添加一个中间级使输入电压可以控制振荡频率（但在有些情况，控制信号可能为电流）。
人们通常把压控振荡器称为调频器，用以产生调频信号。
2.2 压控振荡器基本架构和原理压控振荡器主要有环形振荡器和负阻型振荡器两种结构，环形振荡器具有线性度好,功耗小,成本低,易于集成,调节范围宽,结构简单易于实现等优点，因此在时钟类型的应用和低中频通信系统中得到了广泛的应用。
摘要压控振荡器作为无线收发机的重要模块，它不仅为收发机提供稳定的本振信号，还可以倍频产生整个电路所需的时钟信号。
它的相位噪声、调节范围、调节灵敏度对无线收发机的性能有很大影响。
文章首先介绍了振荡器的两种基本理论:负反馈理论和负阻振荡理论。
分别从起振、平衡、稳定三个方面讨论了振荡器工作所要满足的条件，并对这些条件以公式的形式加以描述。
接着介绍了两种类型的压控振荡器:环形振荡器和LC振荡器。
对这两种振荡器的结构、噪声性能和电源的敏感性方面做出了分析和比较，通过分析可以看出LC压控振荡器更加适合于应用在射频领域。
紧接着介绍了CMOS工艺可变电容和电感的物理模型，以及从时变和非时变两个方面对相位噪声进行了分析。
最后本文采用csm25Rf工艺并使用Cadence SpectreRF仿真器进行仿真分析，设计了一个COMS LC压控振荡器，频率变化范围为2.34GHz-2.49GHz，振荡的中心频2.4GHz，输出振幅为 480mV，相噪声为100kHz 频率偏移下-91.44dBc/Hz ，1MHz频率偏移下-116.7dBc/Hz， 2.5V电源电压下功耗为18mW。
关键词：LC压控振荡器；片上螺旋电感；可变电容；相位噪声，调谐范围。
ABSTRACTV oltage-control-oscillator is the crucial components of wireless transceiver , it provides local signal and clock for the whole circuit, its performance parameter, such as: phase noise, tuning range, power consumption, have great effect on wireless transceivers.Firstly, two oscillator theorems: negative-feedback theorem and negative-resistance theorem , are presented and the conditions of startup, equilibrium, stabilization required for oscillator are discussed respectively.Secondly , we introduce two types of VCO : ring VCO and LC VCO ,and made a comparison between them , it is obvious that LC VCO are suit for RF application. The physical model for MOS varactor and planar spiral inductor are present.At last, a COMS LC VCO with csm25rf technology is presented , the VCO operates at 2.34GHz to 2.49 GHz, and its oscillation frequency is 2.4GHz. The amplitude is 480 mV. The phase noise at 100 kHz offset is –91.48dBc/Hz, and -116.7dBc/Hz at 1MHz. The power consumption of the core is 18mW with 2.5V power supply.Key Words：LC VCO；on-chip spiral inductor；MOS-varactor；phase noise；turning range.目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 LC压控振荡器的研究现状 (2)1.2.1 片上电感和可变电容 (2)1.2.2 相位噪声理论和降噪技术 (2)1.3 论文研究的主要内容 (3)第二章 LC振荡器的基本原理 (5)2.1 振荡器概述 (5)2.2反馈理论 (5)2.2.1巴克豪森准则 (5)2.2.2平衡条件 (6)2.2.3 稳定条件 (7)2.3 负阻理论 (8)2.3.1 起振条件 (8)2.3.2 平衡条件 (8)2.3.3 稳定条件 (9)2.4 常见的振荡器 (11)2.4.1 环形振荡器 (11)2.4.2 LC振荡器 (11)第三章压控振荡器的实现 (13)3.1 环形振荡器 (13)3.2 LC压控振荡器 (14)3.2.1 COMS变容管的实现 (14)3.2.2 COMS工艺中的电感 (17)3.3 LC压控振荡器的实现 (21)3.3.1 LC交叉耦合振荡器 (21)3.3.2 压控振荡器的数学模型 (22)3.3.3 LC压控振荡器的实现 (23)3.4 振荡器的相位噪声 (24)3.4.1 相位噪声的知识 (24)3.4.2 非时变模型 (26)3.4.3时变模型 (28)3.4.4 降低相位噪声的方法 (32)第四章 2.4GHz LC压控振荡器设计方案 (34)4.1 电路结构的选择 (34)4.2 谐振器的设计 (34)4.2.1 片上电感 (34)4.2.2 MIM电容 (35)4.2.3 压控变容器(Varactor) (35)4.2.4 谐振器电路设计 (35)4.3 负电阻产生电路设计 (36)4.4 外围电路 (36)4.5 电源电路 (38)第五章仿真结果分析 (39)5.1 电路模拟结果 (39)5.1.1 LC压控振荡器V-f曲线 (39)5.1.2 瞬态仿真曲线 (40)5.1.3 频谱分析曲线 (40)5.1.4 相位噪声仿真曲线 (41)5.2 VCO的性能总结 (42)结束语 (43)致谢 (44)参考文献 (45)第一章绪论1.1 研究背景随着集成电路技术的发展，电路的集成度逐渐提高，功耗变的越来越大，于是低功耗的CMOS技术优越性日益显著。
宽频带低功耗CMOS压控振荡器设计振荡器是现代电子设备中常见的重要电路，它可以产生稳定的频率信号。
在无线通信、射频识别、雷达等领域中，频率的稳定性对于系统性能至关重要。
因此，设计一种宽频带低功耗的压控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator，简称VCO）成为了电路设计工程师的一项重要任务。
本文将介绍一种基于CMOS技术的宽频带低功耗VCO设计方案。
该设计方案采用了CMOS技术的优势，如低功耗、低成本和集成度高等特点。
首先，我们选择了一种适合宽频带设计的VCO拓扑结构。
该结构采用了MOS电容和MOS电感，在频率范围内具有较好的线性度和稳定度。
同时，为了减小功耗，我们采用了低功耗的CMOS电路设计，如采用细长型晶体管和适当的偏置电流。
其次，对于压控振荡器的频率调节特性，我们采用了电压控制的方式。
通过调整输入的电压信号，可以改变振荡器的频率输出。
为了实现宽频带的设计，我们采用了双电容调谐结构。
通过调节两个电容的大小，可以实现较大范围的频率调节。
为了进一步降低功耗，我们采用了一种自适应的电源调节电路。
该电路可以根据输入信号的强弱自动调节电源电压，以保持振荡器的稳定性。
此外，我们还采用了一种自动校准电路，可以根据环境温度和工作条件自动调整振荡器的参数，以提供更好的性能。
最后，我们通过仿真和实验验证了设计方案的可行性和性能。
仿真结果表明，该压控振荡器在宽频带范围内具有较好的线性度和稳定度。
实验结果也证明了设计方案的可行性和低功耗特性。
综上所述，本文介绍了一种基于CMOS技术的宽频带低功耗VCO设计方案。
该方案通过采用适合宽频带设计的VCO拓扑结构、电压控制的频率调节方式、自适应电源调节和自动校准等技术手段，实现了低功耗和宽频带的设计要求。
这一设计方案在现代电子设备中具有广泛的应用前景。
一种宽带低相噪CMOS LC压控振荡器设计
魏伟伟;于海勋;李卫民;文武
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2010(0)9
【摘要】设计了一种频率可调范围约830MHz全集成CMOS LC压控振荡器.该压控振荡器利用了一种改进的四位二进制加权的开关电容阵列扩大了其调谐范围;采用了可变尾电流源设计,使得振荡信号在整个频率范围内幅度变化不大.结果表明,该压控振荡器总调节范围1.12～1.95GHz,功耗为6.5～19.1mW,采用0.35μm CMOSRF工艺设计版图面积为360μm×830μm,工作于1.1GHz和1.9GHz
时,1MHz频偏处的单边带相位噪声分别为-122dBc/Hz、-120dBc/Hz.
【总页数】5页(P65-68)
【关键词】LC压控振荡器;开关电容阵列;相位噪声;宽调谐范围
【作者】魏伟伟;于海勋;李卫民;文武
【作者单位】西北工业大学电子信息学院;北京微电子技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP302.8
【相关文献】
1.2.42GHz宽带低相噪LC压控振荡器的设计 [J], 刘国栋
2.基于CMOS工艺的低相噪宽带压控振荡器设计 [J], 陈姝;曹旭;张兆东;刘景夏;王青松
3.基于CMOS工艺的低相噪宽带压控振荡器设计 [J], 曹旭
4.基于0.18μm RF CMOS工艺的低相噪宽带LC VCO设计 [J], 张俊波;周玉洁
5.宽带低相噪CMOS LC VCO的设计 [J], 王云峰;叶青;满家汉;叶甜春
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