0.18um CMOS VCO: 宽频低功耗低相噪设计应用于DRM/DAB接收机

本文主要探讨了一种专为DRM（全球数字广播系统）和DAB（数字音频广播）接收机设计的宽频、低功耗且低相位噪声的CMOS压控振荡器。设计的关键在于优化电路结构，以提高能效和稳定性。 首先，文章提出了一种基于SMIC0.18um CMOS工艺的压控振荡器，采用差分LC振荡器作为核心架构。这种设计通过集成积累型MOS可变电容和改良的开关电容阵列，成功地降低了功耗，同时减少了相位噪声。这种改进有助于确保振荡器在宽广的频率范围（2.5G～3.1G）内稳定工作，即使在高频偏移（1MHz）的情况下，也能达到出色的相位噪声性能，约为-118dBc/Hz到-122dBc/Hz。 在接收机系统中，VCO（电压控制振荡器）扮演着重要角色，它位于环路部分，负责根据PFD（鉴相鉴频器）和CP（电荷泵）提供的控制电压，生成与输入信号成N倍关系的输出频率。VCO的输出通过多模分频器供给本地振荡器LO，并通过可编程分频器反馈至环路部分，确保系统的精确调谐。 设计上，文章采用了互补型差分耦合压控振荡器结构，去除了尾电流，以提升相位噪声表现。电路中，NMOS和PMOS差分耦合对的使用增强了振荡器的稳定性和效率，而开关电容阵列则用于扩展频率范围，同时保持压控增益在可控范围内。此外，可变电容允许对谐振腔中的电容进行精细调整，以适应不同频率需求。缓冲电路的作用不仅是增强信号放大，还起到了隔离VCO与后级电路的隔离作用，保护振荡频率的纯净度。 总结来说，本文介绍的CMOS压控振荡器是一种高性能的无线电频率组件，对于现代接收设备如DRM/DAB接收机的实现至关重要，它的设计和性能优化对于提高接收机的整体性能有着显著的贡献。