65nm CMOS工艺的变压器耦合LC压控振荡器设计
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更新于2024-08-12
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"基于变压器耦合的互补型LC压控振荡器 (2014年)"
在2014年的一篇自然科学论文中,作者付克兰设计了一种创新的互补型LC压控振荡器(VCO),该振荡器采用了变压器耦合技术,以提升性能并降低功耗。这一设计主要针对65纳米CMOS工艺,其目标是实现高效率、宽调谐范围以及良好的相位噪声特性。
VCO是射频和微波通信系统中的关键组件,它能将直流电压转换为可变频率的交流信号。在本文描述的设计中,变压器被用来增强电路的正反馈,这显著提升了输出振幅,使振荡器更容易启动并保持稳定工作。传统的VCO结构可能需要较高的启动电压,而变压器耦合的引入降低了这一要求,简化了电路设计。
电流复用技术是另一个关键创新点,它允许多个负载共享同一电流源,从而有效地减少了功耗。在VCO中,这意味着在保持所需振荡性能的同时,整体功率消耗得到了显著降低。论文中提到,该VCO的直流功耗仅为0.96毫瓦,这对于现代移动通信设备来说是至关重要的,因为它们需要长时间运行且对能耗有严格限制。
该VCO的频率调谐是通过开关电容阵列(SCA)来实现的,这种技术允许通过改变电容值来调整振荡频率。调谐范围达到18%,从3.0GHz到3.6GHz,这是一个相当宽的范围,适用于多种无线通信标准。此外,该VCO的相位噪声性能优异,-118dBc/Hz@1MHz频率偏移,这表示在高频偏移时,信号的噪声水平极低,对于保持通信信号的清晰度和质量至关重要。
品质因数(FoM),即相位噪声与频谱带宽之比,是衡量VCO性能的一个重要指标。在文中给出的 FoM 值为188dBc/Hz,这表明该VCO在噪声抑制方面表现出色,能够提供高精度的时钟信号。
这篇论文介绍的基于变压器耦合的互补型LC压控振荡器是一种高效、低功耗且性能优良的解决方案,适合于65纳米CMOS工艺的集成电路设计。这种设计方法对于推动无线通信、物联网设备以及各种便携式电子产品的技术进步具有重要意义。
2020-07-27 上传
2023-03-27 上传
2024-03-12 上传
2024-10-30 上传
2024-10-30 上传
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