齐晓斐，于 杰，孙旭涛，高铭阳，张志勇，赵 武

(西北大学 信息科学与技术学院， 陕西 西安 710127)

射频芯片是无线通信与雷达系统的核心，压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator, VCO)是射频电路的关键模块[1]，作为锁相环(Phase Locked Loop, PLL)的核心电路，为整个无线收发系统提供本振信号，其各项性能指标直接影响锁相环及其关联模块的工作性能[2]。

调谐增益(KVCO)决定了VCO的频率调谐范围，同时影响PLL环路噪声和环路稳定性。为了满足压控振荡器足够宽的频率覆盖范围，传统的降低调谐增益的方法是采用开关电容阵列，选择合适的开关位数来保持较低的调谐增益，以方便设计环路滤波器。但是当频率范围较宽时，即使开关电容阵列位数较高，调谐增益仍会发生明显的波动，对PLL控制环路稳定性的计算造成一定误差[3]。因此，获得更低的调谐增益来确保较低的相位噪声并满足锁相环环路滤波器设计的需求是VCO设计关注的重点。例如，文献[4]采用开关电容阵列获得多个子频带，满足频率覆盖范围的同时，降低压控振荡器调谐增益，减小相位噪声；文献[5]综合使用可变电容阵列和固定电容阵列，获得较小的压控增益变化；文献[6]选用合适位数的开关电容阵列，同时满足低调谐增益和宽调谐范围的要求；文献[7]使用开关电容阵列，加大可变电容和滤波电容获得优化后的频率调谐范围与相位噪声。

针对低调谐增益变化的研究包括文献[8-9]，相较本设计，应用的射频频段较低；其他低功耗、低相位噪声、高效率VCO的研究如文献[10-11]，其调谐增益变化明显过大。……