电气电子工程高级研究国际杂志
菜单类ISSNONLINE(2278-8875)PINT (2320-3765)
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三级电压控制环振器使用LT香料设计、分析和模拟50nmCMOS技术设计电路建议广调操作频率范围,供应电压极低和低功耗可用于各种应用设计电路以0.8V至1.2V供应电压获取广操作频率范围,模拟结果显示范围约10GHz,最小频率为0.80GHz至11.64GHz设计电路最小功耗4.45微秒
关键词 |
| 压强控制环振荡器、广调程、低供应电压、电耗和相位噪声 |
导 言 |
| 过去十年爆炸增长后,振荡器成为现代半导体IC系统最常用组件,用于通信、时钟恢复电路、微处理器和相锁环路,并用于数字电子电路提供参考时钟信号雷竞技网页版VCO有许多实用应用,有些像脉冲超宽带发射机用于生物医学应用、GPS/Galilo应用、频谱监视接收器认知式无线电应用、非触用关键信号雷达应用、通信产业、无线传感器网络应用、IMT高级应用和UWB应用今日通信系统优先需要VCO高操作频率低电耗低相位噪声获取优化VCO是这项工作动机之一与LCVCO比较,环电控振荡器比较可靠并适合广调范围,耗用面积比感应器和变压器少得多LC共振VCO显示优相位噪声质量比环振荡器高,但由于感应器流复杂性、成本和芯片面积增加环振荡器提供更多宽调频量,交换相位噪声多类比设计师提出了不同的设计,并正在就此专题展开进一步研究。架构建议[7]因缺少PMS二极管配对完全取消阻抗负载而降低功率8频中拟设计由PPOS复加负载Vgs调控延迟单元建议[3]提供更好的调频范围,但电耗效果不大Panigrahi和Acharya提议的延迟单元[1]提供低功耗广频调试[1]中报告的工作使用90nmCMOS技术,因此当50nmCMOS技术用于电路设计时需要性能评价这也是当前工作背后动机之一 |
| 本文分析并比较使用50nm技术的三级CMOS分压环振荡器论文组织如下第二节讨论VCO环振电路块图和设计分析第三节介绍模拟波形、调波范围、电耗和相位噪声讨论论文结尾处取出对其他振荡器和技术的比较研究 |
二.VCOCURUIT设计 |
| 双端差分环极不易噪声和异常比拟单端电压控制振荡器和交换高频范围差分振荡相位噪声可以通过增加振荡相位数提高三级分圈振荡器块图显示于图1中 |
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| 延时单元图图2显示本文分析延迟细胞图解包括M1和M2从深三极管向饱和区操作两台PMS晶体管,源电量门变换以获取振荡预期输出频率,M3和M4为2台NMOS晶体管,输入电压操作饱和区,M5为NMOS晶管提供恒定源e常量源运行饱和区M1和M2在三极管区域操作,因此每个晶体管都充任Vcont控件变量电阻Vcont提高阳性M1andM2晶体管抗电量增加,从而提高输出时间常数并降低输出操作频率 |
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三.双通路 |
| 振荡频率N级振荡器可表示为 |
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| N区数环振荡器,Fosc频率输出波形和TD区数为环振荡器每个阶段延时改变频率TD可调整Vcont提高阳性M3和M4抗药性提高,从而提高输出时间常数降低fosc |
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| 振荡频率可表示为 |
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| CL为从输出到地面总容电量时,M1和M2PMS晶体管1m/50nm的宽比,VTHP为POS阈值电压 |
四.权力分解 |
| 差环振荡器产生低功率分解器比LC电压控振荡器低,因为NMOS输入配方(M3和M4)用于最大化转导电容比(gm/c)实现低耗高操作频率为了减少gm需求并从而消散电源,只使用设备寄生电容器 |
V级组合结果和讨论 |
| 差分环振荡器用LT香料工具设计模拟调优范围电容分解参数分析并与其他设计比较 |
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| VDD=1V和VCont=0.5v跨门对M5NMOS晶体管源终端工作流源提供约8GHz频率 |
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| 下图4显示不同操作频率图,从0.8V到1.2V不等供应电压并用不同电压提供VCONT |
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| 图5显示VCO耗电图随电源变化,因为输出波最大化,源端M1和M2晶体管直接连接电源最大耗电量为68.66微W时供应电压为1.2V和Vont为0.5V和最小耗电4.40微W时供应电压为0.8和控制电压为0.5V |
六.比较结果 |
| 各种设计设计使用不同的供应电压和不同的技术表1分析不同设计比较 |
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七.结论 |
| 广操作频率范围为0.8GHz至11.64GHz确定调频范围约10GHz,该范围比其他设计大电流耗约4.32微W0.8V供应电压和68.66微W1.2V供应拟设计可用于各种电子福利 |
引用 |
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