0.25μm工艺下低噪声VCO设计：高通滤波器提升1/f3相位噪声性能

本文主要探讨了一种带高通滤波器的低噪声电压控制振荡器(VCO)的设计，由东南大学ASIC工程中心的宋莹莹和唐守龙共同完成。他们的研究旨在解决VCO在通信系统中的重要性，尤其是随着技术进步对低相位噪声的需求增加。传统的VCO由于低频噪声，如MOS管的1/f噪声，会在靠近中心频率时显著影响相位噪声性能。 该设计的核心创新在于在经典互补交叉耦合型VCO的基础上引入了高通滤波器。高通滤波器的作用是直接滤除低频噪声，特别针对的是MOS管产生的1/f噪声，这在VCO的1/f3区域起到了显著的噪声抑制效果。通过Chartered 0.25μm CMOS工艺的仿真，该VCO的频率范围达到了200~470MHz，表现出优秀的全频带相位噪声表现，-92dBc/Hz@10kHz。值得注意的是，加入高通滤波器后，即使在偏移频率为10kHz时，相位噪声也能减少2.4dB，显示出高通滤波器的有效性。 设计过程中，作者首先阐述了高通滤波器的设计原理，然后采用带高通滤波器的互补交叉耦合结构，并精心选择外部谐振网络，以实现宽频带的VHFH波段低噪声VCO。文章提供了详细的系统示意图，包括反馈系统的分析和高通滤波器如何在其中工作，以确保噪声抑制策略的实施。 这项研究不仅提升了VCO的相位噪声性能，而且对噪声抑制技术在VCO设计中的应用进行了深入探讨，为未来高频通信系统中噪声优化的VCO设计提供了有价值的技术参考。