【摘 要】
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全集成环形压控振荡器(VCOs：Voltage-Controlled Oscillators)由于具有易于集成、宽范围调谐、高线性及面积小等特征，已经成为许多数字和通信系统的关键模块。本文对宽调谐高线
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全集成环形压控振荡器(VCOs：Voltage-Controlled Oscillators)由于具有易于集成、宽范围调谐、高线性及面积小等特征，已经成为许多数字和通信系统的关键模块。本文对宽调谐高线性低相位噪声的VCO进行了设计研究。 在对VCO的基本原理和主要性能进行了全面的分析后，合理选择了压控振荡器电路结构，考虑到低成本易于集成等因素，采用环形结构的VCO，并应用CMOS工艺实现。而且电路形式上分别研究了单端环形结构和差分环形结构，主要完成的工作如下： 1．采用传输门变阻来改善单端结构的调谐范围和线性度，采用TSMC 0.25μm工艺由HSPICE软件模拟得到三个参数分别为：288KHz～924MHz、310KHz／mV、-85dBc／Hz(补偿频率600KHz，中心频率800MHz)和-104dBc／Hz(补偿频率6MHz，中心频率800MHz)，具有3个数量级的频率可调范围，优良的线性度和适中的相位噪声。 2．采用CMOS线性电阻方法来提高差分结构的调谐范围和线性度，三个参数分别为：135MHz～4.21GHz、1.77MHz／mV、-76dBc／Hz(补偿频率600KHz，中心频率2GHz)和-95dBc／Hz(补偿频率6MHz，中心频率2GHz)；还应用双通道插值延时法来调节差分结构VCO的振荡频率，其可控范围为3：1；在相位噪声改善上，引入了SC3A差分结构得到-87dBc／Hz(补偿频率600KHz，中心频率2GHz)和-108dBc／Hz(补偿频率6MHz，中心频率2GHz)的较好效果；最后还给出了差分结构振荡摆幅较小的解决方案，在实际应用中使VCO的输出波形振幅大于1伏以上。
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