具有温度补偿的16MHz CMOS环形振荡器设计 被引量：2

1

作者 李琦 冯春燕 +4 位作者 李海鸥 张法碧 陈永和 黄平奖 杨年炯 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期91-96,114,共7页

设计了一种在一定温度内具有频率稳定性的高精度互补金属氧化物半导体(CMOS)环形振荡器。该电路利用带隙基准源为后续电路提供稳定电流,实现温度补偿。采用延时迟滞技术控制延时反相器充放电电流和反相器跳变电压,改善频率随电源电压变... 设计了一种在一定温度内具有频率稳定性的高精度互补金属氧化物半导体(CMOS)环形振荡器。该电路利用带隙基准源为后续电路提供稳定电流,实现温度补偿。采用延时迟滞技术控制延时反相器充放电电流和反相器跳变电压,改善频率随电源电压变化的缺点,提高频率稳定性。基于0.5μm标准CMOS工艺,用Spectre软件进行仿真。结果表明,在电源电压为5 V,室温27℃时,该振荡器输出频率为16 MHz。温度为-35~125℃时,频率的最大偏移为±2.95%。当电源电压为4~5.5 V时,频率的最大偏移为2.04%~0.02%,满足DC/DC电路的设计要求。 展开更多

关键词 环形振荡器 带隙基准源 温度补偿 延时迟滞 频率稳定性

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基于高速环形振荡器的皮秒量级事件计时测量 被引量：4

2

作者 卜朝晖 毛涛 +2 位作者 梁志强 陈之纯 江贤峰 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期47-56,共10页

研究设计基于高速环形振荡器的皮秒量级事件计时器。利用代表事件的信号上升沿去触发高速环形振荡器,产生与事件同步的时钟脉冲信号,对正弦参考信号采样,再通过全相位FFT算法处理,大幅提高事件计时测量的精度。实验结果表明,在正弦参考... 研究设计基于高速环形振荡器的皮秒量级事件计时器。利用代表事件的信号上升沿去触发高速环形振荡器,产生与事件同步的时钟脉冲信号,对正弦参考信号采样,再通过全相位FFT算法处理,大幅提高事件计时测量的精度。实验结果表明,在正弦参考信号中心频率f=10 MHz,全相位FFT运算点数N=8192,ADC的量化位数b=14 bits,采样频率f=140 MHz的情况下,事件计时器能够获得约3.16 ps rms的单次测量精度,时间稳定性优于±0.31 ps/h,实验结果与基于理论分析的误差范围一致,达到皮秒量级事件计时测量。 展开更多

关键词 事件计时 环形振荡器 全相位FFT 计时模糊度

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门电路环形振荡器仿真研究 被引量：3

3

作者 周宦银 马果花 田彦军 《现代电子技术》 2008年第2期43-45,共3页

在测量门电路的传输延迟时间时,通常用门电路环形振荡器,但门电路环形振荡器振荡频率较高,对实验仪器设备的要求也较高,用仿真实验的方法有直观明了的优点,所以在数字电路教学中常用仿真的方法来进行实验。然而,在用仿真方法进行实验分... 在测量门电路的传输延迟时间时,通常用门电路环形振荡器,但门电路环形振荡器振荡频率较高,对实验仪器设备的要求也较高,用仿真实验的方法有直观明了的优点,所以在数字电路教学中常用仿真的方法来进行实验。然而,在用仿真方法进行实验分析时,实验结果和实物实验或理论分析会存在一些差异。分别用EWB的2种版本仿真软件EWB 5和Multisim 9对门电路环形振荡器进行仿真,分析出现差异的原因,指出在用仿真方法进行数字电路仿真分析和设计时要注意的问题。 展开更多

关键词 门电路 环形振荡器 EWB 5 MULTISIM 9

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创新单级环形振荡器的研制 被引量：1

4

作者 彭杰 张峥 +2 位作者 范涛 黄强 袁国顺 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1144-1147,共4页

提出了一款创新的单级环形振荡电路。该电路通过采用交叉耦合结构,制造额外的极点,使单级放大电路的相位交点总是发生在增益交点之前,此时根据巴克豪森准则,电路在环路相移为180°时增益仍然大于1,因此电路可持续振荡。此外,为了验... 提出了一款创新的单级环形振荡电路。该电路通过采用交叉耦合结构,制造额外的极点,使单级放大电路的相位交点总是发生在增益交点之前,此时根据巴克豪森准则,电路在环路相移为180°时增益仍然大于1,因此电路可持续振荡。此外,为了验证该振荡器的实用性,设计了一款以该振荡器作为VCO的可编程锁相环。电路采用标准0.5μm CMOS工艺制造,流片结果显示该电路最高能工作在1.005 GHz,此时相位噪声达到-81 dBc/Hz@1 MHz. 展开更多

关键词 环形振荡器 单级 低功耗 交叉耦合 相移

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低电压环形振荡器设计 被引量：3

5

作者 江金光 李天望 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期62-65,73,共5页

提出了一种新的两级环形振荡器结构,通过控制PMOS的衬底电压,来降低PMOS管的阈值电压,从而使新的环形振荡器可以在低电压下工作到很高的频率。仿真结果表明,在电源电压为1V,调节电压在0～1V范围内变化时,振荡器的频率为300MHz～4GHz。

关键词 低电压 环形振荡器 调节范围

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CMOS环形振荡器相位噪声仿真分析 被引量：1

6

作者 谭晓昀 周贤中 刘晓为 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第9期24-26,共3页

通过分析环形振荡器的一阶线性模型,得到环形振荡器相位噪声的功率谱的近似表达式。为了分析相位噪声的时域特征,引进谱综合法,并利用快速傅立叶变换(FFT),求出了相位噪声的时域采样信号。并进一步分析了相位噪声的采样信号的自相关序列... 通过分析环形振荡器的一阶线性模型,得到环形振荡器相位噪声的功率谱的近似表达式。为了分析相位噪声的时域特征,引进谱综合法,并利用快速傅立叶变换(FFT),求出了相位噪声的时域采样信号。并进一步分析了相位噪声的采样信号的自相关序列,发现相位噪声是一个长记忆过程,具有非平稳的特征。采用Yule-Walker功率谱估计法,分析了相位噪声的采样信号的功率谱密度,其仿真结果进一步验证了理论分析结果。 展开更多

关键词 环形振荡器 相位噪声 功率谱估计

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一种新型环形振荡器结构 被引量：4

7

作者 姚若河 王晓婷 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期67-74,共8页

为了减小环形振荡器的相位噪声,提出一种具有噪声消除结构的差分延迟单元。该延迟单元由主路径、辅助路径以及有源反馈构成,其主要噪声源在差分输出端形成相位相同的噪声电压。当满足噪声消除条件时,其噪声电压相互抵消,从而减小差分输... 为了减小环形振荡器的相位噪声,提出一种具有噪声消除结构的差分延迟单元。该延迟单元由主路径、辅助路径以及有源反馈构成,其主要噪声源在差分输出端形成相位相同的噪声电压。当满足噪声消除条件时,其噪声电压相互抵消,从而减小差分输出端的噪声电压。该延迟单元通过引入一个镜像极点,提供额外的相移,使由该延迟单元构成正交输出的环形振荡器仅需两级,减少了延迟单元的级数,有效降低环形振荡器的时钟抖动并减小相位噪声。采用TSMC 0.18μm标准CMOS工艺进行设计和仿真,电源电压为1.8 V,结果表明:振荡器的中心频率为800 MHz,在偏移中心频率1 MHz处的相位噪声为-117.5 dBc/Hz,与理论计算结果仅差1.01 dBc/Hz。 展开更多

关键词 噪声消除 相位噪声 差分延迟单元 环形振荡器

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基于可配置异步反馈环形振荡器的真随机数发生器 被引量：3

8

作者 鲁迎春 韩倩 +1 位作者 刘新颖 姚亮 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2022年第11期126-133,共8页

作为现代加密系统不可或缺的一部分,真随机数发生器(TRNG)在信息安全中具有非常重要的作用。本文提出了一种可配置、轻量级、高吞吐量的真随机数发生器。该结构利用与非门和异或门构成了可配置的异步反馈环形振荡器,通过在短时间内增加... 作为现代加密系统不可或缺的一部分,真随机数发生器(TRNG)在信息安全中具有非常重要的作用。本文提出了一种可配置、轻量级、高吞吐量的真随机数发生器。该结构利用与非门和异或门构成了可配置的异步反馈环形振荡器,通过在短时间内增加相位噪声,来扩大时间抖动范围,从而改善了熵源的随机性。该结构在Xilinx Kintex-7进行了多次测试验证,实验结果表明,在不同温度(0℃~80℃)和不同输出电压(0.8~1.2 V)的环境变化下,所提出的TRNG具有较强的鲁棒性,在硬件资源上仅消耗了43个LUTs和6个DFFs,并且获得高达300 Mb/s的吞吐量。同时,生成的随机比特流能够以较高的P值通过NIST SP800-22和NIST SP800-90B测试。 展开更多

关键词 真随机数发生器 可配置异步反馈环形振荡器 轻量级 高吞吐量

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基于环形振荡器的TSV故障非接触测试方法 被引量：1

9

作者 尚玉玲 于浩 +1 位作者 李春泉 谈敏 《半导体技术》 CSCD 北大核心 2017年第11期870-875,共6页

为避免传统的探针检测对硅通孔(TSV)造成损伤的风险,提出了一种非损伤的TSV测试方法。用TSV作为负载,通过环形振荡器测量振荡周期。TSV缺陷造成电阻电容参数的变化,导致振荡周期的变化。通过测量这些变化可以检测TSV故障,同时对TSV故障... 为避免传统的探针检测对硅通孔(TSV)造成损伤的风险,提出了一种非损伤的TSV测试方法。用TSV作为负载,通过环形振荡器测量振荡周期。TSV缺陷造成电阻电容参数的变化,导致振荡周期的变化。通过测量这些变化可以检测TSV故障,同时对TSV故障的不同位置引起的周期变化进行了研究与分析,利用最小二乘法拟合出通过周期来判断故障位置的曲线,同时提出预测模型推断故障电阻范围。测试结构是基于45 nm PTM COMS工艺的HSPICE进行设计与模拟,模拟结果表明,与同类方法相比,此方法在测试分辨故障的基础上对TSV不同位置的故障进行分析和判断,并能推断故障电阻范围。 展开更多

关键词 三维集成电路(3D-IC) 硅通孔(TSV) 非接触测试 环形振荡器 TSV故障

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偶数级差分环形振荡器的稳定平衡态分析 被引量：3

10

作者 张辉 杨海钢 +2 位作者 周发标 刘飞 高同强 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期1969-1974,共6页

与具有奇数增益级的差分环形振荡器不同,偶数级振荡器除了具有能够起振的非稳定平衡态,还有可能在起振前处于一种稳定平衡状态从而使电路锁定不能起振。该文主要分析了这种稳定平衡状态存在的原理,同时为了避免振荡器设计中的这种风险,... 与具有奇数增益级的差分环形振荡器不同,偶数级振荡器除了具有能够起振的非稳定平衡态,还有可能在起振前处于一种稳定平衡状态从而使电路锁定不能起振。该文主要分析了这种稳定平衡状态存在的原理,同时为了避免振荡器设计中的这种风险,提出了一种振荡器起振电路,使得电路在起振前处于接近非稳定平衡态的状态,从而能够快速起振。在0.13μm 1P8M标准CMOS工艺下流片实现的4级差分环形压控振荡器(VCO)及其改进版本很好地验证了该文提出的理论和解决方法。经测试发现,第1款不带起振电路的4级VCO芯片锁定于稳定平衡态,不能起振;两种改进版本3级VCO和带起振电路的4级VCO都能够正常输出振荡信号。 展开更多

关键词 环形振荡器 压控振荡器 起振 偶数级

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一种具有高输出精度及电源电压抑制能力的CMOS环形振荡器的设计 被引量：4

11

作者 叶春晖 冯勇建 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期519-523,共5页

振荡器是许多电子系统的主要部分．相对于晶体振荡器，基于CMOS工艺的环形振荡器具有良好的抗震动及抗电磁干扰性能，在车载系统等震动及电磁干扰条件较为严酷的应用场合表现出优势．本文介绍了一种频率为8MHz的CMOS环形振荡器的设计，... 振荡器是许多电子系统的主要部分．相对于晶体振荡器，基于CMOS工艺的环形振荡器具有良好的抗震动及抗电磁干扰性能，在车载系统等震动及电磁干扰条件较为严酷的应用场合表现出优势．本文介绍了一种频率为8MHz的CMOS环形振荡器的设计，工作电压范围是2．7～5．5V，工作温度范围是-40～125℃．该振荡器对CMOS环形振荡器的固有缺点进行了针对性的设计．设计中使用的改进的延时单元以及激光校准电路克服了CMOS环形振荡器输出频率片间偏差较大的缺点；使用内部电压源以及电源电压无关的电流源，克服了其易受电源电压影响的弱点．该CMOS振荡器使用HSPICE软件仿真工具设计，并采用UMC0．6um工艺制作，测试验证结果表明，电源电压从2．7V变化到5．5V，振荡器输出频率最大变化范围为±4％． 展开更多

关键词 环形振荡器 电源电压无关的电流源 内部电压源 输出缓冲 激光校准

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一种频率稳定的改进型CMOS环形振荡器 被引量：1

12

作者 吕洁如 秦会斌 黄海云 《机电工程》 CAS 2011年第2期251-254,共4页

介绍了一种频率为1.2 MHz的CMOS环形振荡器的设计,工作电压范围是3 V^6 V,工作温度范围是-40℃~85℃。CMOS振荡器使用了Candence软件仿真工具设计,并采用无锡上华(CSMC)的标准0.5μm双多晶硅、三层金属CMOS工艺制作。为解决振荡频率随... 介绍了一种频率为1.2 MHz的CMOS环形振荡器的设计,工作电压范围是3 V^6 V,工作温度范围是-40℃~85℃。CMOS振荡器使用了Candence软件仿真工具设计,并采用无锡上华(CSMC)的标准0.5μm双多晶硅、三层金属CMOS工艺制作。为解决振荡频率随电压电源变化较大的问题,在分析传统的环形振荡器的基础上,提出了一种改进型的环形振荡器;然后使用Candence软件,在不同工艺角下,对电路进行仿真和分析,得到了电源电压和振荡频率的对应关系。研究结果表明,电源电压从3 V变化到6 V,振荡器输出频率最大变化范围为±5%。 展开更多

关键词 CMOS集成电路 振荡器 环形振荡器

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环形振荡器的分析与仿真研究 被引量：1

13

作者 熊熙烈 涂虬 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2015年第10期115-118,共4页

在分析环形振荡器电路的基础上,提出了基于Multisim的环形振荡器仿真实验方法。通过修改仿真设置,使带RC延迟电路的环形振荡器仿真实验可行,仿真结果与理论值和实际电路实验结果也较为吻合。进一步对变形的带RC延迟电路的环形振荡器(osc... 在分析环形振荡器电路的基础上,提出了基于Multisim的环形振荡器仿真实验方法。通过修改仿真设置,使带RC延迟电路的环形振荡器仿真实验可行,仿真结果与理论值和实际电路实验结果也较为吻合。进一步对变形的带RC延迟电路的环形振荡器(oscillator RC)进行了理论分析和实验设计,使Multisim仿真实验可不修改仿真设置,并经过仿真实验和实际电路实验,验证了该电路仿真实验的可行性。 展开更多

关键词 环形振荡器 仿真实验 MULTISIM

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RTD-HBT高速低功耗环形振荡器的分析

14

作者 王小丽 牛萍娟 +3 位作者 刘宏伟 郭维廉 毛陆虹 杨广华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期422-425,450,共5页

RTD与HBT是高频高速器件,共振隧穿二极管-异质结晶体管(RTD-HBT)环形振荡器有很好的应用前景。详细介绍了RTD-HBT高速低功耗环形振荡器的工作原理,建立了RTD,HBT及RTD-HBT环形振荡器的等效电路模型,并对RTD-HBT环形振荡器用Pspice模拟... RTD与HBT是高频高速器件,共振隧穿二极管-异质结晶体管(RTD-HBT)环形振荡器有很好的应用前景。详细介绍了RTD-HBT高速低功耗环形振荡器的工作原理,建立了RTD,HBT及RTD-HBT环形振荡器的等效电路模型,并对RTD-HBT环形振荡器用Pspice模拟软件进行了电路模拟。模拟结果与预期结果一致,有助于指导该电路的设计。 展开更多

关键词 共振隧穿二极管-异质结晶体管 反相器 环形振荡器 PSPICE软件

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前馈环形振荡器的结构与相位噪声研究

15

作者 桑浩 袁珩洲 +2 位作者 梁斌 陈建军 郭阳 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2022年第3期411-416,共6页

基于高速串行通信系统中锁相环和时钟数据恢复电路的需求,研究了前馈环形振荡器的结构与工作原理;在传统结构的基础上,将前馈路径耦合至主路径反相器的源极,可以提高输出信号的边沿速率;最后基于Hajimiri模型的脉冲灵敏度函数进行分析,... 基于高速串行通信系统中锁相环和时钟数据恢复电路的需求,研究了前馈环形振荡器的结构与工作原理;在传统结构的基础上,将前馈路径耦合至主路径反相器的源极,可以提高输出信号的边沿速率;最后基于Hajimiri模型的脉冲灵敏度函数进行分析,提出的结构有效降低了热噪声和闪烁噪声的引入。在28 nm CMOS工艺下设计了单源极前馈型和双源极前馈型的环形振荡器,仿真结果表明,振荡频率在2.5 GHz时,2种新结构相位噪声分别为-99 dBc/Hz@1 MHz和-105 dBc/Hz@1 MHz,FoM值分别为163 dBc/Hz和164 dBc/Hz。 展开更多

关键词 锁相环 环形振荡器 脉冲灵敏度函数 相位噪声

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2.6GHz高速CMOS环形振荡器设计

16

作者 肖乃稼 何晓雄 崔华锐 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第8期1059-1064,共6页

文章提出了一种偶数级环形振荡器的设计方案,中心频率为2.3GHz,利用起振电路使其能够快速起振,当环形振荡器的控制电压为1.2~2.0V时,其线性调谐范围为1.9~2.6GHz;电路设计采用TSMC0.18μm 1P6M混合信号生产工艺;利用Cadence Spectre RF... 文章提出了一种偶数级环形振荡器的设计方案,中心频率为2.3GHz,利用起振电路使其能够快速起振,当环形振荡器的控制电压为1.2~2.0V时,其线性调谐范围为1.9~2.6GHz;电路设计采用TSMC0.18μm 1P6M混合信号生产工艺;利用Cadence Spectre RF进行仿真。结果显示,在中心频率为2.3GHz、偏移载波频率为10MHz的情况下,环形振荡器的相位噪声为-112.9dBc/Hz。该电路可用于高速锁相环的设计中。 展开更多

关键词 压控振荡器 环形振荡器 相位噪声 偶数级 起振

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提高安全度量的可配置电流环形振荡器PUF

17

作者 韦民 孙子文 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期806-814,共9页

针对目前物理不可克隆函数（PUF）电路的唯一性等安全度量精度不高和功耗过大的问题,通过对PUF的安全度量、可配置环形振荡器物理不可克隆函数（CRO PUF）和电流镜的电路研究,改进了一种基于电流镜的CRO PUF （CCRO PUF）电路的设计方... 针对目前物理不可克隆函数（PUF）电路的唯一性等安全度量精度不高和功耗过大的问题,通过对PUF的安全度量、可配置环形振荡器物理不可克隆函数（CRO PUF）和电流镜的电路研究,改进了一种基于电流镜的CRO PUF （CCRO PUF）电路的设计方案。该方案利用改变多个下拉NMOS管的开合来改变电流镜端的电流,控制CRO输出频率;并利用提高最小输出电压和阈值电压而改进的馈通逻辑（FTL）设计CRO中的反相器。采用Cadence IC软件的仿真结果表明,改进的FTL相比CMOS和FTL,对于工艺偏差有着更强的敏感性。与现有的一些PUF电路对比,所设计的CCRO PUF在唯一性、均匀性和可靠性方面有一定的增强,且可控制总功耗不增加。 展开更多

关键词 物理不可克隆函数(PUF) 电流镜 反相器 可配置环形振荡器 安全度量

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环形行波振荡器电路模型分析与优化设计 被引量：3

18

作者 张华锋 卓成 +1 位作者 周金芳 陈抗生 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期634-640,共7页

为了提高环形行波振荡器(RTWO)的设计效率,提出一种高效的全局优化方法.系统地分析了电路模型,通过曲线拟合将传输线分布参数和电路性能参数表示成正多项式函数形式,优化问题被归结为一个几何规划(GP)问题,可采用凸优化解法进行高效的... 为了提高环形行波振荡器(RTWO)的设计效率,提出一种高效的全局优化方法.系统地分析了电路模型,通过曲线拟合将传输线分布参数和电路性能参数表示成正多项式函数形式,优化问题被归结为一个几何规划(GP)问题,可采用凸优化解法进行高效的全局求解.低功耗优化实验结果表明,与初始设计相比,对于振荡频率为12GHz的设计,基于几何规划的优化方法最大可降低83.12%的功耗;与已有的低功耗优化方法相比,该方法效率更高,得到的电路功耗更低,振荡信号波形质量更好. 展开更多

关键词 时钟网 环形行波振荡器 几何规划 全局优化 低功耗设计

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带温度补偿的低功耗CMOS环形压控振荡器设计 被引量：6

19

作者 李小飞 刘宏 +2 位作者 袁圣越 汪明亮 田彤 《现代电子技术》 北大核心 2015年第18期98-101,共4页

基于UMC 65 nm CMOS工艺,设计了一款应用于锁相环频率综合器中的带温度补偿的低功耗CMOS环形压控振荡器。环形压控振荡器采用3级交叉耦合延时单元构成。仿真结果表明,压控振荡器输出频率范围为735~845 MHz;在温度补偿下,温度变化从-60~1... 基于UMC 65 nm CMOS工艺,设计了一款应用于锁相环频率综合器中的带温度补偿的低功耗CMOS环形压控振荡器。环形压控振荡器采用3级交叉耦合延时单元构成。仿真结果表明,压控振荡器输出频率范围为735~845 MHz;在温度补偿下,温度变化从-60~100oC时,振荡器输出频率漂移中心频率790 MHz±10 MHz;当振荡频率为790 MHz时,在偏离其中心频率1 MHz处,压控振荡器的相位噪声为-99 d Bc/Hz;1.2 V电源供电情况下,压控振荡器的功耗为0.96 m W;版图面积约为0.005 mm^2。 展开更多

关键词 低功耗 CMOS环形压控振荡器 温度补偿 系统设计

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基于电感峰值技术的环形压控振荡器设计 被引量：3

20

作者 梁仲凯 罗胜钦 《电子测量技术》 2010年第5期4-6,21,共4页

为解耦RC常数的限制,将电感峰值技术应用于环形振荡器中。对传统的环形振荡器结构进行改进,设计了两款GHz级别的CMOS环形压控振荡器(VCO)。采用0.13μmCMOS制造工艺,在0.13V电源电压下进行Spice仿真。仿真测试结果表明,两个应用了电感... 为解耦RC常数的限制,将电感峰值技术应用于环形振荡器中。对传统的环形振荡器结构进行改进,设计了两款GHz级别的CMOS环形压控振荡器(VCO)。采用0.13μmCMOS制造工艺,在0.13V电源电压下进行Spice仿真。仿真测试结果表明,两个应用了电感峰值技术的VCO均有很高的振荡频率,分别达到3～7.5GHz和7.5～8.6GHz,还具有良好的线性度及抑制电源纹波的能力,电源电压波动敏感度分别为0.015%/1%@2.65GHz和0.024%/1%@8.43GHz。 展开更多

关键词 压控振荡器 环形压控振荡器 电感峰值技术

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