张心泽 周金亮

我国科学技术发展以来，无线技术得到快速创新，使人们生活质量得到较快提高，对移动设备有更高的要求，比如图像质量、待机时间等，这就为高频芯片低功耗发展奠定了良好的基础。由此可以看到，在射频芯片进行研究的过程中，研究重点在功耗与噪声等方面。此外，在射频系中较为重要的是时钟源，该模块性能与通信质量有较大的关系，两者成正比例关系，以此能够实现低功耗高速率。

低功耗;频率源;应用

在射频系统中主要包括频率综合器、发射器与接收机等，其中频率综合器与信号传输质量有较大关系，两者成正比例关系。其中频率综合器工作原理为：参考信号与分频器输出通过鉴频鉴相器进行有效对比，在频率与相位出现差异的情况下进行频率及相位的对比，该对比结果主要是对电荷泵电流源进行有效控制，以此可对滤波器电荷实施全面调节，以此对振荡器震荡频率进行控制，以此分频器输出可对参考输出实施跟踪。

振荡器有不同种类，根据用途与性质不同将其分为LC振荡器与环形振荡器，其中环形振荡器在运行的过程中可有效调节充放电时间常数，这在较大程度上能够使震荡频率值达到最佳，LC震荡其主要是对电容实施全面调节，以此达到对频率进行调节的目的，中差分振荡器在射频电路中应用较为广泛。

理想振荡器输出由以下公式进行表示：

其中是定值，因此输出频谱是在处的单一谱线，由于振荡器噪声引入，值会出现不同程度的变化，在此过程中引入新频率成分，该频率也会在一些情况出现变化，而是分布在附近，因此相应频偏出的相位噪声定义是：

在对相位噪声的进行研究的过程中，主要是对有源电路进行有效转换，在转换期间可将其看作是无噪网络，其电流功率谱密度为：

其中K是玻爾兹曼常数，T是绝对温度，若在此基础上振荡器频率恒定，网络为LC无耗网络，在频偏出阻抗近似为：

由于相位噪声与功耗之间有较大关系，若相位噪声性能相对较低的情况下，需要载波能量现对较大;若输出幅度相对较大时，需要具有较大的偏置电流，由此可以看出功耗与相位噪声之间的关系相对较为折中，主要从电感方面对功耗与相位噪声优化进行全面介绍。

成电感与品质因素形式主要表现为：，由公式可以卡出，振荡器输出幅度会随着LQ不断增加，因此将此成为振荡器处在电感受限区，若与VDD相对较近时，输出幅度不会碎LQ增加，在此环境中将其称之为振荡器电感饱和区，但是在此过程中Q与LC谐振网络品质因素不能作为电感品质因素，与电感品质因素之间的关系主要由以下公式表示：

其中，在低频率中随着随着频率上升而降低，若在5GHz以下，的情况下，

那么。但是，在高频率中那个，若20GHz电容支路包括变容管支路与开关电容支路引起的降低不可忽略。

若锁定振荡器的注入频率发生变化的情况下，其输出很难在极短时间内向新频率转变，需要通过有一个时间过程，振荡器在锁定的过程中，自谐振频率与注入頻率之间会产生一定关系，会使输出信号与注入信号之间产生一定的相位差，若频率在此过程中进行锁定，相位差是一个定值;若注入频率发生变化时，会出现以下公式：;

该式为Adler等式，以上结果鞥能够表示为以下等式：

其中，，在进行锁定的过程中，为了的对锁定时间进行有效计算，需要采取线性化与近似化处理。此外，锁定过程主要是指数衰减，其锁定范围为衰减指数，并且在此基础上初始、最终相位与锁定时间有较大关系。能够通过Matlab可全面展现相位变化过程，并且在此基础上相位在变化期间能够有效掌握幅度变化情况，同时也可对频率变化情况全面掌握，由此可以看出，相位数值、频率数值等与初始相位有较大关系，若相位、频率在输出的过程中数值固定，该固定数值在变化期间主要采用一定的方式来完成。

根据相位噪声理论，将噪声向相位噪声转化之前需要对谐振网络电抗放大，由于负阻与寄生电阻之间互相抵消，使谐振频率周围电抗不断增加，若振荡器中不断注入电流，在此基础上无法使寄生电阻与负阻无法进行有效抵消，这在较大程度上能够有效避免振荡器输出变大。噪声放大电抗会出现不同程度的降低，由此可以看出相位噪声的发生主要是由信号决定，也就是相位噪声与注入信号相同，若频偏值逐渐是增大，会使注入信号无法对相位噪声差产生影响，因此注入锁定振荡器锁定范围内的噪声会有不同程度的改善，然而注入信号不会对锁定范围外噪声产生影响。此外，在相位噪声中，注入锁定振荡器在其中较为重要，其中相位噪声注入信号在传输的过程中会对输出信号进行有效分析与校正，这在较大程度上会对相位噪声实施改善。

综上所述，我国无线通信技术在发展的过程中，对低功耗、高速率有较高的要求，在此基础上使低功耗、高频率发展速度不断加快。其中，60 GHz是开放频段，并且在此基础上频率资源相对比较宽，这在较大程度上能够在一些领域中有较好的应用效果。60GHz系统中的载波信号主要采用了20GHz频率综合器，主要有电荷泵与压控振荡器等，一般情况下应用在生物医药中，能够通过无线技术对人体内部状态数据进行有效传输，以此到达疾病诊断的目的。

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