0.25μm CMOS工艺的2.645 GHz正交本振电路设计

"该文介绍了一种基于0.25μm CMOS工艺的2.645 GHz正交本振产生电路，电路由LC压控振荡器、高频缓冲放大器和二阶无源多相滤波器构成。通过电流复用技术降低了差分高频缓冲放大器的功耗，并通过优化的版图设计提高了正交信号的匹配精度，减少了寄生效应。测试结果表明，VCO的振荡范围为2.46至2.78 GHz，相位噪声为2120 dBc/Hz @ 1 MHz，且在特定条件下高频放大器的电流消耗仅为5 mA。I/Q四路的最大幅度失配为1.1%，相位误差为0.6°。" 本文详细阐述了一种应用于微电子学领域的2.645 GHz正交本地振荡器（LO）的设计与实现。该电路采用0.25微米互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺，旨在提供高性能的正交信号源。其中，LC压控振荡器（VCO）是核心组件，它能够通过改变电感（L）和电容（C）的值来调整输出频率，覆盖2.46到2.78 GHz的宽范围。为了提高效率，VCO与一个高频缓冲放大器相结合，后者利用电流复用技术有效地降低了功耗，同时简化了电路结构，使得只需要一组LC谐振网络作为负载，从而减小了芯片的占用面积。 二阶无源多相滤波器在电路中扮演了关键角色，其主要目的是过滤掉不必要的频率成分并确保正交信号的精确匹配。通过提出新的版图布局策略，实现了器件间的精确匹配，有效降低了寄生电容和电阻的影响，进一步提升了信号质量。测试数据显示，当二阶无源多相滤波器输出幅度为0.86 dBm时，高频缓冲放大器的电流消耗控制在5毫安，体现了低功耗的特点。 在实际应用中，正交本振的性能指标至关重要。文章提到，测试结果表明，在2.645 GHz的输出频率下，相位噪声达到了2120 dBc/Hz @ 1 MHz，这反映了信号的纯净度。此外，I/Q四路的最大幅度失配仅为1.1%，这意味着四个输出通道之间的幅度一致性非常高，这对于正交信号的准确生成至关重要。后仿真结果显示，相位误差仅为0.6°，进一步证实了电路设计的精确性。 这个2.645 GHz正交本振产生电路结合了高效能的VCO、低功耗的高频缓冲放大器和优化的无源多相滤波器，实现了高精度、低噪声和小尺寸的集成解决方案，对于无线通信、射频系统以及其他需要正交信号源的领域具有重要意义。