VCO仿真的方法
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关于VCO的仿真设计
振荡器三个基本模块
1.晶体管或电真空器件 主要用于高频大功率）（负阻部件） 1.晶体管或电真空器件（主要用于高频大功率）（负阻部件） 2. 谐振回路：决定振荡器的工作频率 因为只有与回路谐振频率一致的交变电磁场才能与电子进 行有效的相互作用。 3. 能量反馈模块（从放大器角度看）
振荡器的物理模型
管子的选取
设计的振荡器采用HP 公司生产的AT41411 设计的振荡器采用HP 公司生产的AT41411 硅双 极管[12]，变容二极管选MV1404。 极管[12]，变容二极管选MV1404。 AT41411的主要指标有： AT41411的主要指标有： 低噪音特性：1GHz噪音系数是1.4dB，2GHz噪 低噪音特性：1GHz噪音系数是1.4dB，2GHz噪 音系数是1.8dB； 音系数是1.8dB； 高增益：1GHz时增益为18dB，2GHz时增益为 高增益：1GHz时增益为18dB，2GHz时增益为 13dB； 13dB； 截止频率：7GHz，有足够宽的频带； 截止频率：7GHz，有足够宽的频带； 1.8GHz时最佳噪音特性：Vce＝8V，Ic＝10mA； 1.8GHz时最佳噪音特性：Vce＝8V，Ic＝10mA；
设置接在“C极”上的电阻为600，优化范围为100－ 设置接在“C极”上的电阻为600，优化范围为100－ 1000，把电源改为“12V” 1000，把电源改为“12V” 。 同理，设置接在“E极”上的电阻为400，优化范围为100 同理，设置接在“E极”上的电阻为400，优化范围为100 －1000，把电源改为“－5V” 。 1000，把电源改为“－5V” 按“F7”快捷键进行仿真。 按“F7”快捷键进行仿真。 在Data Display窗口，就是新出来的窗口中，按LIST键， Display窗口，就是新出来的窗口中，按LIST键， 选择“R1.R；R2.R”这样就会显示出优化的直流电阻的数 选择“R1.R；R2.R”这样就会显示出优化的直流电阻的数 值，如下图所示。
VCO仿真的方法
VCO仿真的方法虽然让我们对VCO仿真的方法进行详细阐述超过1200字是有一点困难的，但我会尽力提供一些相关的信息。
VCO（Voltage Controlled Oscillator）是一种电子设备，其输出频率可以通过输入的电压进行控制。
它被广泛应用于各种通信、测量和电子设备中。
为了评估和验证VCO的性能，可以使用仿真技术。
仿真是一种使用计算机模拟真实系统或过程的方法，以进行分析、评估和验证。
以下是一些常用的VCO仿真方法：1. 电路级仿真：使用电路仿真软件，如SPICE（Simulated Program with Integrated Circuit Emphasis）来模拟VCO电路的行为。
通过建立电路模型和定义输入信号，可以模拟VCO的频率响应、相位噪声等性能指标。
2. 物理建模：建立物理模型以模拟VCO的运行原理。
这可以通过使用Matlab、Simulink或其他物理建模软件来实现。
模拟物理特性和响应曲线，以评估各个输入参数对于输出频率的影响。
3.基于有限元方法的仿真：有限元方法是一种数值计算方法，常用于模拟材料和结构的行为。
对于VCO来说，有限元方法可以用于模拟电感、电容等元件的行为，并计算输出频率。
4.系统级仿真：用于模拟和分析整个系统的行为。
这种仿真方法包括建立整个VCO系统的模型，并考虑输入和输出之间的相互作用。
系统级仿真可以用于评估VCO在整个系统中的性能和影响。
5.随机仿真：通过引入随机因素来模拟噪声和不确定性。
这种仿真方法可以用于评估VCO的性能，如相位噪声和频率偏移。
通过进行大量的随机仿真实验，可以得到对VCO性能的统计估计。
6.优化仿真：使用优化算法来寻找VCO的最佳参数组合，以满足特定的性能指标。
通过对输入参数进行迭代优化，可以找到最佳的参数设置。
总体而言，VCO仿真方法的选择取决于具体的应用场景和目标。
电路级仿真可以提供关于VCO电路行为的详细信息，而系统级仿真更适合研究VCO在整个系统中的性能。
解决射频环境仿真中VCO频率漂移的一种方法
Ａｓ （ 一 ）ｉａ （＋丌） ｃ专２ 号］ 一 号 ２ ］ ｏ 丌 ［ ｓｃ １ ｎｔ
经效 率 为 Ｋ 的平 方 律检 波 器 和低 通 滤波 器
后 变为 ：
２ 瞬 时 测 频
瞬 时 测 频 有 数 字 鉴 频 器 测 频 和 驻 波 测 频 等
多 种方法 ， 系统设 计 时采 用 多相 关 器 式 数字 鉴 在
Ｅ Ｂ１一 Ａｓ ａ 另 一路 信 号 为 ： Ｂ２一 Ａｓ （ｔ ｉ ￣， ｎ Ｅ ｉ ￣ 一 ｎ
２＇ 。 中 ： 为信 号 幅度 ， 为延 迟 线 的延迟 时 ａｆ） 式 ｒ Ａ ｒ
间 ， 丌 为延迟 线 的相 移 ， ２ 两路 信 号 相干 涉 ＫＡ。 Ｏ ２ ｒ Ｃ Ｓ ￣ ｆ
３ 频 率 引 导 和 校 准 电 路
瞬 时测 频 ＋ 频 率 引 导 方 案 的基 本 思 想 是 将
Ｅ ： ｓ 一ｔ ｉ 一７ ］ ＝ ｉ ）Ａ ｎ ２ ： ｚ （ ７十 ［ ｃ ＝ ＝ ｎ ｓ ＝
也 对 雷达 射频 环 境 的仿 真 提 出了更 高 的要 求［ ， １ ］
对 雷达 导 引头 射 频 环 境 的仿 真 主 要 是 模 拟 产 生 雷 达 回波信 号 和各 种 电磁 干扰 信 号 ， 时 测频 加 瞬 频 率 引导 方案 适用 于 非 相参 体 制 的雷 达 ， 目前 在 捷 变频 雷达 信 号仿 真 中被 广 泛应 用 。
频 器 测 频 方 法 。 ］
Ｅ＝ Ｋ。一ｉ ａ 专Ａ １ｓ丌） 。 （ ｎ ２ Ｅ＝ Ｋ。＋ｉｃ 以 专Ａ １ｓ７） （ ｎ ２
两信 号 相减 以后 ：
Ｅ 一 Ｋ Ａ 。 ｉ ｎ ｓｎ２
数 字鉴 频 器 测 频 的 关 键 部件 是微 波 鉴 频 器
Cadence下VCO设计与仿真
VB2
0.695V
VCTRL
0.9V
MB1
120um
Байду номын сангаас
MB2
100um
MN
240um
MP
256*2um
仿真设置
• •
双击tran—option—maxstep—10p 无此设置，振荡器将无法起振。
仿真结果-瞬态
仿真结果-噪声
噪声计算公式
噪声估算
• • • • • • • A=277.5*gm=2.06 VA=0.75V Reff=4.534ohm ∆ω=1MHz KT=1.38E-23 L(∆ω)=392.088E-17 L(∆ω)= -144dBc/Hz
cadence下vco设计与仿真电路结构crtl电容参数电感参数电感sp仿真可见q776r2267谐振腔并联等效电阻r2r2775ohm参数计算000362775lcnmospmos原则
Cadence下VCO设计与仿真
电路结构
VB1 VDD Mb1 MP1 MP2
L1 VCRTL C1
`
L2
C2
MN1 VB2 Mb1
MN2
电容参数
电感参数
电感SP仿真
可见Q=7.76，r=2.267 谐振腔并联等效电阻RP=(1+Q2)2r=277.5ohm
参数计算
原则：R P消耗功率<负阻提供功率 单NMOS 交叉耦合对情况: u2 u2 u2 Plc PR' ' 2 RP (1 Q )r R 2 R (1 Q 2 )r gm
'
NMOS PMOS 交叉耦合对情况(负阻并联): u2 u2 u2 Plc PR' ' 2 RP (1 Q )r R /2 1 R /2 (1 Q 2 )r gm
ADS设计VCO
可變電容VC特性曲線測詴
新建一個電路原理圖視窗 如上面的做法一個，建立
如右圖所示的電路圖，其 中“Term”、“SPARAMETE”、 “PARAMETER SWEEP” 都可以在“Simulation－ S_Param”裏面找到。變容 管的型號是“MV1404”可 以在器件庫裏面找到，方 法可以參考上面查找電晶 體的方法。
諧波頻率和幅度
仿真後生成的諧波頻率和幅度如下：
相位噪音仿真結果
其中，anmx是調幅噪音，單位是dBc/Hz；
pnfm是附加相位噪音，單位是dBc/Hz ； pnmx是相位噪音，單位是dBc/Hz 。
相位噪音的具體數值
VCO振盪頻率線性度分析
把控制變容管電壓的電源
屬性修改一下，“Vdc”設 置為變數“Vtune”，增加 一個VAR變數“Vtune” 修改諧波平衡模擬器，這 時不計算噪音，只是掃描 變數“Vtune”，所以可以 把最後一行的“Nonlinear noise”不給予選上。新得 到的HB模擬器如右圖：
功率）（負阻部件） 2. 諧振回路：決定振盪器的工作頻率 因為只有與回路諧振頻率一致的交變電 磁場才能與電子進行有效的相互作用。 3. 能量回饋模組（從放大器角度看）
振盪器的物理模型
振盪器的物理模型，主要由諧振網路、電晶體和
輸入網路這三部分組成。如下圖所示：
（三）振盪器的技術指標
p
輸出功率與效率 輸出譜線純，純到只有一根譜線 實際輸出譜： 描述這個譜的參數有：
管子的選取
設計的振盪器採用HP 公司生產的AT41411 矽雙
極管[12]，變容二極體選MV1404。 AT41411的主要指標有： 低噪音特性：1GHz噪音係數是1.4dB，2GHz噪 音係數是1.8dB； 高增益：1GHz時增益為18dB，2GHz時增益為 13dB； 截止頻率：7GHz，有足夠寬的頻帶； 1.8GHz時最佳噪音特性：Vce＝8V，Ic＝10mA；
微波仿真论坛_用ADS设计VCO
宜选用特征频率几倍于工作频
率的微波晶体管 同时要求其噪声系数低 增益高 转角频率小 另外 为了获得低相噪特 性 应优选有载品质因数高的谐振回路 并取合适的工作状态 近可能减少电路元件的各种 损耗 在噪声性能方面 Ｓｉ 双极晶体管振荡器更为优越 其近载频相位噪声一般比 ＧａＡｓ ＦＥＴ 低 １０－２０ｄＢｃ 最好的可低至 ３０ｄＢｃ 以上 所以在低相噪 ＶＣＯ 设计中常常采用低噪声系数的 双极型晶体管 根据这一原则 我们在 Ａｇｉｌｅｎｔ 公司的双极型微波晶体管中进行选择 表 １ 给出设计 振荡器常用的管子型号及重要参数
基于 Ａ Ｄ Ｓ 软件的 Ｓ 波段低相噪 Ｖ Ｃ Ｏ 的研制
郑贵强 蔡钟斌 周邦华
中国工程物理研究院电子工程研究所 绵阳 ６２１９００ 摘 要 首先阐述了 Ｓ 波段低相位噪声 高频稳度 ＶＣＯ 设计所遵循的一般原则 然后详细分析 了基于 ＡＤＳ 软件的 ＶＣＯ 的设计和仿真过程 最后给出了实验结果 实验结果比较理想 对于 发射机调频源的设计具有重要的参考价值 关键词 低相噪 ＶＣＯ 变容管 特征频率 一 引 言 在再入遥测 ＰＣＭ 发射机设备中 ＶＣＯ 是最关键的部件之一 ＶＣＯ 设计的好坏 直接关系 到信号传输的质量问题 随着武器系统复杂度的提高 被测参数和被测对象越来越多 ＰＣＭ 发射机的码速率需要提高到 ２Ｍｂｐｓ 以上才能满足目前战术飞行试验的要求 为了有效的对 ２Ｍｂｐｓ 以上码速率的信号实现准线性调频 需要设计低相噪 高频稳度 大调制频偏的 ＶＣＯ 同时要求 ＶＣＯ 具有调制线性好 输出功率增益大而且体积小等优点 二 低相噪 Ｖ Ｃ Ｏ 的设计分析 对 Ｓ 波段振荡器设计来说 晶体管的噪声系数是个非常重要的性能参数 晶体管噪声来 源主要有三方面 １．热噪声 ２．散弹噪声 ３．闪烁噪声 其中闪烁噪声是与频率成反比的噪 声 又称 １／ｆ 噪声 它是微波晶体管振荡器近载频相位噪声的主要来源 通过器件的非线性 效应上变频对微波频率发生作用 降低微波晶体管噪声系数的主要途径是 提高晶体管的特征频率 f T 和减小集电极电流 I C 为了获得低相噪 Ｓ 波段压控振荡器 降低基区电阻 Rb
关于VCO的仿真设计
关于VCO的仿真设计随着科技的发展和应用范围的不断扩大，VCO（Voltage Controlled Oscillator）在通信系统、信号处理等领域中得到了广泛应用。
VCO是一种根据输入电压调整频率输出的电路器件，具有稳定性好、调节范围宽等优点。
在进行VCO的仿真设计时，需要考虑到电路参数的选择、电路拓扑结构的设计以及仿真结果的验证等方面。
本文将从这三个方面介绍VCO的仿真设计。
首先，需要选择合适的电路参数。
对于VCO来说，有两个非常重要的参数，即控制电流和共模电流，它们决定了VCO的工作频率和频率稳定性。
因此，在进行仿真设计时，需要根据实际需求来选择这两个参数的数值。
一般来说，较大的控制电流和较小的共模电流可以得到较大的频率范围和较小的频率漂移。
其次，需要设计合适的电路拓扑结构。
VCO的电路拓扑结构有很多种，常见的有Colpitts结构、Hartley结构和Clapp结构等。
这些结构在设计上各有优劣，可以根据实际应用来选择合适的结构。
例如，Colpitts结构适合在较低频率范围内工作，而Hartley结构则适合在较高频率范围内工作。
在进行仿真设计时，需要根据所选择的电路拓扑结构来建立相应的模型，并对其进行参数调整和优化。
最后，需要对仿真结果进行验证。
在进行VCO的仿真设计时，可以使用电路仿真软件进行电路模型的建立和仿真测试。
在仿真测试过程中，需要对各种输入电压条件下的输出频率进行记录和分析，以评估VCO的性能指标。
同时，还可以通过参数扫描和参数优化等方法，对VCO的性能进行进一步改善。
在验证结果时，可以与实际电路进行比较，以确保仿真结果的准确性和可靠性。
综上所述，VCO的仿真设计是一个复杂而又关键的过程，需要考虑到电路参数的选择、电路拓扑结构的设计以及仿真结果的验证等方面。
通过合理选择电路参数、设计合适的电路拓扑结构以及进行仿真结果的验证，可以得到性能较好的VCO电路，满足实际应用的需求。
在未来的研究中，可以进一步改进仿真设计方法，提高VCO的性能和稳定性。
ADS设计压控振荡器VCO
ADS设计压控振荡器VCO引言：在无线通信系统和射频电路中，压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator, VCO)是一个关键的组件，常用来产生射频信号的频率。
在过去，VCO的设计主要采用传统的手工设计方法，这种方法存在效率低、耗时长、成本高等问题。
随着计算机软件的发展，先进设计软件(Advanced Design System, ADS)的使用，可以极大地提高VCO的设计过程的效率和精确度。
本文将使用ADS来设计一个压控振荡器，并介绍设计的步骤与方法。
1.设计规格：在进行VCO的设计之前，需要明确设计所需的规格和要求。
规格包括振荡频率范围、输出功率、频率调谐范围、相位噪声等。
以一个短波FM 调频收音机的压控振荡器为例，规格如下：-振荡频率范围：88MHz至108MHz-输出功率：10dBm-频率调谐范围：±30kHz2.基本设计步骤：a.选择合适的振荡电路拓扑在设计VCO时，需要选择适合应用的振荡电路拓扑。
常见的振荡电路拓扑包括Colpitts振荡器、Hartley振荡器、Clapp振荡器等。
选择适合的振荡电路拓扑可以满足设计规格并降低设计复杂度。
b.选择合适的振荡器元件和参数根据规格要求，选择合适的元件，如电容、电感和晶体管等。
同时，确定振荡器的参数，如电感值、电容值、稳压电源等。
这些参数的选择与规格要求和电路拓扑有关。
c.设计反馈网络振荡器的稳定性要求设计一个合适的反馈网络。
反馈网络可以提供适当的相移和放大来使振荡器产生振荡。
反馈电容和电感的选择要根据设计规格和稳定性要求进行。
d.电压控制和频率调谐电路设计VCO的特点是其输出频率可以通过调整输入电压来实现调谐。
设计电压控制和频率调谐电路，以实现规定的频率调谐范围和线性度。
3.ADS模拟仿真设计将以上设计步骤导入ADS软件中进行模拟仿真设计。
ADS提供了丰富的电路设计小工具和分析工具，可以进行电路拓扑优化、参数调整、稳定性分析、相位噪声分析等多种分析。
环形振荡器的分析与仿真研究
环形振荡器的分析与仿真研究熊熙烈;涂虬【摘要】A ring oscillator simulation experimental method with Multisim is presented based on the analysis of the ring oscillator circuit .The simulation of oscillator RC is feasible by modifying the simulation settings .The simulation results coincide with the theoretical analysis and the actual circuit experiment results .Further the oscillator RC in Multisim is analyzed theoretically and designed experimentally , and the actual circuit experiment results and simulation results show the feasibility of the circuit simulation .%在分析环形振荡器电路的基础上，提出了基于M ultisim的环形振荡器仿真实验方法。
通过修改仿真设置，使带RC延迟电路的环形振荡器仿真实验可行，仿真结果与理论值和实际电路实验结果也较为吻合。
进一步对变形的带RC 延迟电路的环形振荡器（oscillator RC）进行了理论分析和实验设计，使Multisim仿真实验可不修改仿真设置，并经过仿真实验和实际电路实验，验证了该电路仿真实验的可行性。
【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2015(000)010【总页数】4页(P115-118)【关键词】环形振荡器;仿真实验;Multisim【作者】熊熙烈;涂虬【作者单位】上饶师范学院物理与电子信息学院，江西上饶 334001;上饶师范学院物理与电子信息学院，江西上饶 334001【正文语种】中文【中图分类】TN752环形振荡器以其低功耗、高集成度以及宽频率调节范围等显著优点，越来越成为通信系统不可或缺的功能模块。
压控振荡器VCO的设计
实验一：压控振荡器VCO的设计实验目的：1、了解压控振荡器VCO的原理和设计方法2、学习使用ADS软件进行VCO的设计，优化和仿真。
实验内容：1、了解振荡器的主要技术指标。
2、使用ADS软件设计一个VCO，并对其参数进行优化、仿真。
3、观察不同的参数对VCO工作的影响。
实验步骤：一、偏置电路的设计1、建立工程文件Oscillator，命名为yakong。
建立一个原理图窗口，命名为pz。
2、在原理图窗口打开Component library，选择采用HP 公司生产的AT41411 硅双极管[12]，在probe components 中选择L_Probe，在Sources－Time Domain中选择V_DC，在lumped components中选择R。
3、设置两个GOAL和一个OPTIM以及一个DC。
4、连好电路图1如下图所示，设置电路节点，设置好电路元件参数（如下），然后进行仿真，结果如下：由此得出后面原理图所用数据R1=385.406，R2=620.792图1二、可变电容VC特性曲线测试1、新建一个电路原理图窗口，命名为kbdr。
2、设置一个Term，一个S-PARAMETE，一个PARAMETER SWEEP，一个V AR，在Component library选择型号为MV1404的变容管。
3、修改电源的属性，修改S参数的属性，修改PARAMETER SWEEP的属性，设置V AR中的参数。
4、连好电路图（如下图2所示），然后仿真，在Date Display中按要求设置输出方式，结果如下图2所示。
图2三、瞬态仿真电路图1、在新原理图窗口，命名为stfz。
2、调出元器件连接电路图如下图3所示，设置Transient Simulation 仿真器仿真从0 到30nsec ，max tim estep=0.01nsec，其他元器件参数如下图，设置一个Transient ，添加V out节点。
3、然后仿真优化，由于VCO的振荡频率由变容二极管所在的谐振网络的谐振频率决定，经计算得到当变容二极管的电容为8.25pF时，谐振频率为1.8GHz，查看图2由VC曲线可以看到实验设计对应的二极管直流偏置电压大概3.5-4.0V之间，这里我们取Vdc=3.65V，如下图3所示。
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CMOS环形压控振荡器的设计摘要压控振荡器（VCO）是一个输出振荡频率由电压控制的电子振荡器。
当调制信号发生变化时，其会影响VCO的频率和相位的变化，及实现调频和调相。
VCO和数字脉冲相似，他们均可以进行频移键控调制、相移键控调制和脉冲宽度调制。
对于高频VCO来说，其主要是通过变容二极管连接到谐振电路来控制其输出频率；多出现在LC振荡器中。
而在低频情况下是通过另一种方法来控制（如电压控制电流源从而来改变电容的充放电时间）。
多用于CMOS振荡器，这也是本次研究所采用的方法。
VCO是现代无线通信射频系统中的一个关键部件，它主要用于提供本地振荡信号、频率合成。
同时被广泛应用于通信电路中，例如锁相环、频率综合器，以及时钟产生和环形振荡器。
随着深亚微米CMOS工艺的不断发展,CMOS工艺被广泛应用于射频集成电路(RFIC)的设计中。
核心部件的射频低功耗低噪声的VCO成为整个PLL电路的研究热点。
环形压控振荡器(VCO)在基于CMOS工艺的射频电路中，以其低功耗、面积小、易于集成等优点扮演着重要角色。
本课题的研究内容主要是设计一种基于CMOS工艺的低抖动的环形压控振荡器。
通过改变其器件的参数，从而实现如下技术指标：频率变化范围为1000—1200MHz；压控增益为180MHz/V。
计算出相关的系统参数和指标，并完成各个子模块的时域和频域分析。
关键词：环形压控振荡器延迟单元频率调谐相位噪声抖动Design of CMOS Voltage-Controlled OscillatorABSTRACTA voltage-controlled oscillator or VCO is an electronic oscillator designed to be controlled in oscillation frequency by a voltage input. The frequency of oscillation is varied by the applied DC voltage, while modulating signals may also be fed into the VCO to cause frequency modulation (FM) or phase modulation (PM); a VCO with digital pulse output may similarly have its repetition rate (FSK, PSK) or pulse width modulated (PWM).For high-frequency VCOs the voltage-controlled element is commonly a varicap diode connected as part of an LC tank circuit. It always appears in the LC oscillator. For low-frequency VCOs, other methods of varying the frequency (such as altering the charging rate of a capacitor by means of a voltage controlled current source) are used. And this is usually used in the CMOS oscillator. This is also the method of this study.VCO is a key component of modern wireless communication in RF system, it is mainly used to provide the local signal and the frequency synthesizer. And it usually is used in communication circuits, such as phase-locked loop frequency synthesizers, and clock generation and ring oscillator. With the continuous development of deep sub-micron CMOS technology, CMOS technology has been widely used in radio frequency integrated circuit (RFIC) design. A core component of the RF low-power low-noise VCO of the PLL circuit is hot. Ring voltage-controlled oscillator (VCO) play an important role in the RF circuit of the CMOS process, with its low power consumption, small size, ease of integration advantages.The content of this subject is to design a low-jitter ring voltage controlled oscillator based on CMOS technology. This oscillator, in order to achieve the following technical indicators frequency range of 1000-1200MHz, voltage-controlled gain of 180MHz / V by changing the parameters of the device. Calculate the system parameters and indicators, and the completion of each sub-module time-domain and frequency domain analysis.Key Words: VCO Delay Cell Frequency-Tuning Phase Noise Jitter目录第一章绪论 (1)1.1课题意义 (1)1.2课题的国内外发展状况 (1)1.3课题的研究内容 (2)1.3.1研究方法 (2)1.3.2研究步骤 (2)1.3.3工具简介 (2)第二章VCO的原理 (4)2.1VCO的振荡条件 (4)2.2VCO延迟单元电路的介绍 (7)2.3 VCO频率调谐 (8)2.3.1频率调谐的原理 (9)2.3.2频率调谐的方法 (10)2.4VCO的主要性能指标 (14)2.4.1VCO的噪声种类 (14)2.4.2VCO的主要参数 (15)第三章CMOS环形VCO电路结构及原理 (17)3.1传统单端反相器VCO的结构 (17)3.2电流饥饿型VCO的结构 (18)3.3低抖动VCO的结构 (19)3.3.1电路的结构原理 (19)3.3.2电路的特点 (20)第四章低抖动CMOS环形VCO电路特性的仿真 (22)4.1电压频率特性的描述及仿真 (22)4.1.1输出频率的影响因素 (22)4.1.2输出频率及压控增益的仿真结果及分析 (27)4.2相位噪声的仿真结果及分析 (32)4.3版图的设计 (34)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)天津理工大学2012届本科毕业设计说明书第一章绪论1.1课题意义压控振荡器是高性能数字系统的关键模块。
它具有广泛的用途，在通信、电子、航海、航空航天及医学等诸多领域都扮演着重要的角色，尤其在通信系统电路中，压控振荡器(VCO) 是关键部件，特别是在时钟恢复电路、频率综合器电路和锁相环电路中等，更是具有重要的作用，VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位。
而且，在现代高性能DSP芯片设计中，锁相环（PLL）被广泛用作片内时钟发生器，实现相位同步及时钟倍频。
压控振荡器（VCO）作为锁相环电路的关键模块，其性能将直接决定锁相环的整体工作质量。
目前，在CMOS工艺中实现的VCO主要有两大类：LC压控振荡器和环形压控振荡器。
其中LC压控振荡器具有较低的相位噪声和较低的功耗，但需要采用片上集成电感，因而占用很大的芯片面积，且调谐范围较小。
而CMOS环形振荡器有着频率调节范围大，芯片面积小，功耗低，易于集成，制造工艺简单等优点，且可以通过调整振荡器的级数，方便的获得不同相位的一系列时钟，因此在系统芯片（SOC）中有着更为广泛的应用[1]。
1.2课题的国内外发展状况近年来，随着通信电子领域的迅速发展，对电子设备的要求越来越高，尤其是对像振荡器等这种基础部件的要求更是如此。
但多年来我国在这方面的研究投入无论在军用还是民用上均不够重视，仅限于在引进和改进状态，还没有达到质的跨越，没有自主的知识产权(IP)，也之所以在电子通信类滞后发达国家的一个重要原因。
而且我国多数仍然利用传统的双极工艺，致使产品在体积上、重量上、成本上都较大，各种参数性能不够优越，稳定性差、难以和现代主流CMOS工艺集成等等，都是我国相关领域发展的瓶颈。
而且在当前时代，很多发展趋势正在影响着具有改进相位噪声的VCO的开发。
例如，基本的RFIC工艺在不断的改进，半导体工艺能实现品质因数在不断改善，各种有源和无源器件都在提高中。
在硅工艺方面，现在已经能制造出特征频率超过50GHz的晶体管，具有宽电容比调谐范围（低串联阻抗）的更高Q值变容二极管也可以实现。
这些工艺的特点是具有更低损耗的衬底，它的金属层更厚，电感Q值更高。
采用这些工艺制作的器件可以减少寄生原件，是VCO具有更低的噪声，更高的工作频率和更低的电流消耗。
VCO的研究者通过发明更先进的电路来充分利用IC技术的以进一步改善VCO的性能。
因此，我国在电子通信领域市场潜力非常大，自主研究高性能、高质量、低成本的压控振荡器市场前景广阔、意义巨大。
1天津理工大学2012届本科毕业设计说明书1.3课题的研究内容1.3.1研究方法首先，利用相关的EDA软件进行子功能模块电路的设计，再通过EDA软件对设计电路进行优化，使其达到相应参数。
再通过EDA软件进行仿真，得到其频域图和时域图，分析是否符合课题要求。
最后将各个模块综合到一起，通过调整各模块的可变参数，使整个VCO系统达到它所要求的技术指标。