[发明专利]一种优化压控振荡器相位噪声的方法及压控振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于噪声频谱混叠机制的优化压控振荡器相位噪声的方法及压控振荡器。

背景技术

压控振荡器是无线通信系统中的核心模块之一，通常应用于锁相环系统中，给收发机提供稳定的本地载波信号，相位噪声是衡量压控振荡器性能的关键指标。无线通信的迅猛发展，使得通信中的可用信道数不断增加，这对压控振荡器相位噪声的性能提出了更高的要求。

压控振荡器包括LC谐振腔、负阻补偿电路、偏置电路。改善压控振荡器相位噪声的方法主要包括：提高LC谐振腔电感的品质因子，在偏置电路部分增加噪声滤波网络。LC谐振腔的电感一般采用标准CMOS工艺实现的片上螺旋电感，由于片上电感存在各种非理想因素，从工艺角度来说，制作高品质因子的片上螺旋电感具有相当的难度。而噪声滤波网络需要额外的电感、电容，增加了电路的集成难度，增加了寄生参数对电路性能的影响。

发明内容

为了克服现有改善压控振荡器相位噪声的方法存在的工艺实现难度，集成难度，寄生效应增加的局限性，本发明提供一种改善压控振荡器相位噪声的方法，该方法在不改变压控振荡器电路元器件的前提下，通过改变负阻补偿电路MOS晶体管参数的取值，改善压控振荡器的相位噪声。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种优化压控振荡器相位噪声的方法：按gm=4R]]>设计压控振荡器的负阻补偿电路MOS晶体管尺寸。

本发明还提供了一种低相位噪声的压控振荡器，包括LC谐振腔、负阻补偿电路、偏置电路，其关键是：负阻补偿电路中的MOS晶体管尺寸满足以下条件：gm=4R.]]>

上述R表示LC谐振腔的寄生电阻；g_m表示压控振荡器电路在平衡状态下时，负阻补偿电路MOS晶体管的有效跨导。

本发明根据压控振荡器电路内部噪声转化为相位噪声的频谱混叠机制，对负阻补偿电路MOS晶体管的参数取值模型进行优化处理，即压控振荡器按照gm=4R]]>设计负阻补偿电路MOS晶体管尺寸。

本发明提出的压控振荡器电路内部通过频谱混叠机制转化为相位噪声的噪声包括三个部分：负阻补偿电路MOS晶体管栅极噪声，其噪声频谱混叠的基本模型为：