0.18μm工艺恒定增益宽带CMOS LC VCO设计与性能

本文详细介绍了一种采用SMIC 0.18 μm Mixed Signal CMOS工艺设计的恒定压控增益的宽带LC压控振荡器（LCVCO）。设计的核心技术是利用模拟式振幅负反馈机制，通过模拟电路精确地控制偏置电流，确保输出信号的振幅在宽频率范围内保持稳定。此外，设计师巧妙地运用数字控制的单刀双掷开关来管理可变电容阵列的调谐，同时对固定电容单元进行开关操作，实现了压控增益在不同频带间的均匀性，相邻频带间的频率间隔接近恒定。 该设计的目标是在2.15~3.03 GHz的宽调谐频率范围内，实现压控增益为70~80 MHz/V的恒定性能，这在无线通信系统中具有重要价值，因为它能够提供稳定的信号源，适应系统对频率稳定性的高要求。此外，设计还展示了优秀的相位噪声表现，相位噪声在全频率范围内低于-120.0 dBc/Hz@1 MHz，这对于信号质量的维持至关重要。 电路设计部分详细探讨了模拟式振幅负反馈控制机制，通过调整偏置电流来控制电流大小，确保信号幅度一致性，降低功耗，同时在起振阶段提供足够的电流支持，以增强正反馈增益并优化巴克豪森准则的满足。电路图中，高频全波整流模块、低通滤波模块和压控电流源共同作用，构建了一个精密的自动幅度控制环路，确保了LCVCO在各种工艺条件和温度下的稳定工作。 这项研究在宽带LCVCO的设计上取得了突破，通过模拟与数字相结合的策略，兼顾了性能、功耗和稳定性，为无线通信系统提供了理想的频率源解决方案。