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随着无线通信的发展,对单片集成的多标准和多频段的收发机芯片的需求在不断地增长。相比于第三代移动通信(The Third Generation Mobile Communication,3G)和无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN),第四代移动通信技术(International Mobile Communications-Advanced, IMT-Advanced)可以提供更高的移动通信数据传输速率,而超宽带技术(Ultra-wideband,UWB)可以在无线局域通信中提供更高的数据传输速率,并具有低成本和低功耗的优点。因此,IMT-Advanced和UWB技术的集成是未来移动通信终端的可能发展趋势之一。
本文主要阐述了应用于IMT-Advanced和UWB系统的双频带CMOS电感电容压控振荡器的设计与实现过程。
基于TSMC0.13μm CMOS工艺,双频带电感电容压控振荡器的设计采用了开关电流源、开关交叉耦合对和噪声滤波等技术,以优化电路的相位噪声等性能。后仿真结果表明,在1.2V电源电压下,两个频段的消耗电流分别为3mA和4.5mA。压控振荡器的调谐范围为3.86~5.28GHz和3.14~3.88GHz,在振荡频率4.8GHz和3.6GHz上,1MHz频偏处的相位噪声分别为-117dBc/Hz与-120dBc/Hz。
本文还采用SMIC0.13μmCMOS工艺设计了一种正交压控振荡器。设计采用MOS管串联耦合方式实现正交输出,并结合去尾电流源等技术,以优化电路的相位噪声、相位精度等性能。完成了电路的版图设计和后仿真,并进行了流片。测试结果表明,在1.2V电源电压下,压控振荡器的调谐范围为4.2~5.26GHz和3.63~4.17GHz,电流消耗为18mA。
后仿真和测试结果验证了双频带压控振荡器的设计方法的可行性。