一种高性能带有幅度测量的CMOS 电压控制振荡器的设计*

2021-10-26蒋行舟张国琴闫树斌吴秀山

电子器件 2021年4期

蒋行舟，张国琴，闫树斌，吴秀山*

(1.龙游泽龙电力工程有限公司,龙游 324400；2.浙江水利水电学院,浙江杭州 310018)

在无线收发机的设计中,CMOS 全集成电感电容压控振荡器(LC-VCO),一直是学术界和工业界重点研究的射频单元电路[1]。电压控制振荡器最重要的设计指标有低相位噪声、低功耗及宽调谐范围等[2]。设计了一种高性能的拥有开关电容阵列的LC-VCO,其通过电平选通信号实现频率调谐范围和灵敏度的控制,实现了宽的频率调谐范围和高线性的控制灵敏度,并且为判断振荡电路能否正常工作,设计了一种高频振荡信号幅度测量电路。

1 系统结构及工作原理

设计的LC_VCO 的整体结构如图1 所示,包括LC 谐振电路、开关电容阵列和振荡信号幅度测量电路。LC 谐振电路采用PMOS 管和NMOS 管互耦对,由对称电感L0、变容管CV及固定电容组成并联谐振电路；谐振电路中根据外加的控制电压Vtune控制变容管的变容范围,从而调节LC_VCO 的控制灵敏度；开关电容阵列接收外部输入的FTRIM＜0:3＞控制信号用以选通内部控制开关,将相应的电容阵列支路并联至谐振电路两端,从而调节LC 压控振荡器的调谐范围；L2、C2和L3、C3组成2 个谐振在2ω0的噪声滤波网络以提高电路的相噪性能[3]。振荡信号幅度测量电路用于测量振荡的差分正弦信号的幅值[4-5]。