تحلیل و طراحی یک اسیلاتور بسیار کم نویز در تکنولوژی CMOS

نویسندگان

1 تربیت مدرس

2 دانشگاه تربیت مدرس،استاد الکترونیک

3 دانشگاه امام حسین، استادیار

چکیده

در این مقاله، ساختار یک VCO بسیار کم نویز معرفی ‌شده است که نویز فاز آن از کمترین نویز فاز قابل حصول در ساختار VCO های موجود کمتر است. در مدار پیشنهادی از یک مدار تشدید مرتبه چهار استفاده شده است، همچنین شکل موج جریان تزریقی به این مدار به صورت کلاس C است که بهترین بهره تبدیل DC به RF را به دست می‌دهد. نویز فاز اسیلاتور پیشنهادی به صورت تحلیلی بررسی شده که نتیجه آن فرمول‌های بسته‌ای است که میزان بهبود نویز فاز در ساختار مطروحه را نسبت به ساختار متداول، برای مقادیر مختلف عناصر مدار تشدید، نشان می دهد. برای مثال مقدار این بهبود در ناحیه جریان-محدود در مقایسه با ساختار متداول و برای عناصر مشابه مدار تشدید، dB ۶ است. به منظور تایید صحت فرمول‌های استخراج شده، نویز فاز حاصل از روابط با نتایج شبیه سازی مقایسه شده است که این نتایج تطابق عالی دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis and Design of a Very Low Noise Oscillator in CMOS Technology

نویسندگان [English]

  • امیر نیک پیک 1
  • عبدالرضا نبوی 2
  • ابوالفضل چمن مطلق 3
چکیده [English]

In this paper, a very low phase noise oscillator is proposed. Phase noise of the proposed VCO is lower than the lowest attainable phase noise of the conventional topologies. In the proposed circuit a fourth-order tank is employed, also the the current waveform injected the tank is class-C which provide the best DC to RF efficiency. Phase noise of the proposed oscillator has been theoretically investigated and closed-form formulae have been derived that shows the amount of phase noise improvement achieved by using the proposed circuit for different tank elements. 6 dB phase noise improvement in current-limited regime is achieved by using the proposed technique with same tank elements in comparison with the conventional topologies. In order to verify the derived formulae, the results of the calculations have been compared against simulation results. Their match are excellent.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Impulse Sensitivity Function
  • Hajimiri Phase Noise Theory
  • Voltage-Controlled Oscillator
  • Phase Noise