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全集成片上电感电容压控振荡器设计

作　者: 李晓婵
导　师: 张涛
学　校: 武汉科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 电感电容压控振荡器片上电感可变电容低功耗电感电容滤波
分类号: TN752
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着电子科技的大力发展,消费市场对于电子设备的要求逐步向着便携式发展。便携式意味着小体积,低功耗以及高性能,这也使无线接收机的前端芯片具有越来越大的应用价值。在无线接收机中,频率合成器是极其重要的模块。而压控振荡器对于频率合成器而言,也是核心部件电路。压控振荡器的性能直接影响到整个系统的性能,所以也是整个频率合成器乃至接收机的设计挑战点与难点。现在一般采用CMOS工艺技术来制造大规模集成电路,所以CMOS压控振荡器是目前市场的一个研究热点与研究重点。本文在前人对振荡器的研究基础上,讨论了电感电容压控振荡器的振荡机制。还分析了片上电感和片上电容的性能,并进行模型建立。本文最后在对振荡器、电感和电容的研究基础上,提出了一种优化模式的电感电容压控振荡器,应用Cadence对振荡器电路进行了设计与分析。还通过元器件参数的合理调整使压控振荡器性能达到了较好的水平。采用TSMC0.13μm工艺库,使用Cadence Spectre RF工具仿真,在1.2V工作电压下,本文设计的压控振荡器的输出振荡频率范围是5.112～5.152GHz,静态电流仅为2.14mA。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-11
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 论文内容与结构  10-11
第二章振荡器的结构和工作原理  11-31
  2.1 振荡器基本原理  11-17
    2.1.1 双端负反馈系统分析  11-13
    2.1.2 单端能量补偿系统分析  13-15
    2.1.3 负阻的产生  15-17
  2.2 电感电容振荡器  17-18
    2.2.1 压控振荡器的数学模型  17-18
  2.3 常用电感电容压控振荡器结构  18-23
  2.4 电感电容压控振荡器结构的应用与改进  23-30
    2.4.1 宽带电感电容压控振荡器  23-25
    2.4.2 低压电感电容压控振荡器  25-28
    2.4.3 正交输出电容电感压控振荡器  28-30
  2.5 本章小结  30-31
第三章片上电感  31-39
  3.1 片上电感  31-33
  3.2 平面螺旋电感的寄生效应  33-38
    3.2.1 金属损耗  33-35
    3.2.2 衬底损耗  35-37
    3.2.3 平面螺旋电感模型  37-38
  3.3 提高 Q 值的方法  38
  3.4 本章小结  38-39
第四章可变电容  39-47
  4.1 二极管可变电容  39-40
  4.2 MOS 管可变电容  40-44
    4.2.1 传统 B=D=S 型可变电容  40-42
    4.2.2 反型型可变电容  42
    4.2.3 积累型可变电容  42-44
  4.3 在振荡器中 MOS 可变电容的大信号分析  44-46
  4.4 本章小结  46-47
第五章压控振荡器的实现  47-52
  5.1 电感电容压控振荡器结构确定  47-49
  5.2 MOS 管尺寸确定  49-50
  5.3 电感电容压控振荡器的仿真  50-52
第六章总结与展望  52-53
参考文献  53-57
摘要  57-58
Abstract  58-59

全集成片上电感电容压控振荡器设计

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