宽带CMOS锁相环中的VCO设计

宽带CMOS锁相环中的VCO设计 论文基于特许半导体(Chartered)0．189m CMOS-1-_艺，设计了一个覆盖范围为 1．8GHz-3GHz的VCO，首先总结了VCO的研究现状，并根据应用背景明确了VCO的设计 指标，详细分析了VCO的设计理论，包括振荡器工作原理、VCO性能指标、常用结构以及 相位噪声理论等，在此基础上总结了VCO相位噪声优化技术。论文采用两个VCO切换， 结合电容开关阵列切换的方式实现1．8GHz-3GHz的宽调谐范围。5-bits的二进制控制信号 对子频带进行控制，其中最高位对两个VCO进行切换，低四位对电容开关阵列进行控制， 将频带划分为32个频段。为了减小锁相环的锁定时间，论文中设计了一个自适应频率校准 (Adaptive Frequency Calibration，AFC)电路，快速产生VCO的控制代码，选择合适的频 率边带。通过对AFC电路的算法优化、计数值优化有效地提高了锁定速度。 在电路设计完成后，用Cadence Virtuoso软件设计版图。本次设计在Chartered进行了 流片。设计测试方案，对芯片进行测试验证，结果显示该VCO的调谐范围能够覆盖 1．8GHz～3GHz，全波段相位噪声均低于．11 5dBc／Hz@1 MHz，满足了系统要求。