چکیده

یک نوسان ساز کنترل شده با ولتاژ (VCO) در فرایند CMOS 0.18 میکرومتر در این مقاله ارائه شده است. بحث این مقاله به منظور فراهم کردن یک روش بدیع برای بهبود نویز فاز که یکی از جدالی ترین موضوعات در زمینه VCO است، می باشد. برخلاف بیشتر ایده هایی که برای کاهش نویز فاز که بر مبنای اتلاف جریان بالاتر برای افزایش سوئینگ ولتاژ خروجی می باشد، ارائه شده اند. این روش جدید مشخصات بهتری در مقایسه با راه حل های متداول دارد. مدار ارائه شده قادر است دامنه نوسان اضافه ای را بدون افزایش سطح جریان فراهم کند، و از حذف جریان و بهینه سازی توپولوژی بهره می برد. تحلیل دامنه ولتاژ حداکثر ارائه شده می تواند عملکرد بهینه مدار ارائه شده را تایید کند. نتایج شبیه سازی پس از layout در فرکانس 2.3 گیگاهرتز با فرکانس آفست 1 مگاهرتز و 3 مگاهرتز نویز فازی حدود 125dB/Hz و -136.5dB/Hz را نشان می دهند. جریان مدار 1.3 میلی آمپر است که از یک منبع تغذیه 1.8 ولتی گرفته می شود. همچنین، شبیه سازی مونت کارلو برای اطمینان از حساسیت مدار ارائه شده به تغییرات فرایند و فرکانس، استفاده شده است که بسیار نویدبخش می باشد.

1-مقدمه

 نوسان سازهای محلی یا کریستال ها به صورت متداول برای کاربردهای مختلفی استفاده می شدند که امروزه نمی توانند معیارهای غالب مانند هزینه پایین، اندازه کوچک و مصرف توان پایین را برآورده کنند. از آنجا که به نظر می رسد قرار دادن کریستال فرکانسی روی تراشه غیرممکن باشد، طراحی نوسان ساز بدون کریستال با نویز فاز مناسب برای تکنولوژی RF آینده ضروری است. چندین تکنیک متفاوت برای غلبه بر مساله عدم دقت نوسان سازهای بدون کریستال ارائه شده اند. به منظور رسیدن به عملکرد نویز فاز قابل قبول در یک VCO، عوامل کلیدی مانند دما، منبع تغذیه و تغییرات فرایند را باید در نظر گرفت. در 2009، Mcorquodale و همکاران [1] از یک ساختار مکمل برای نوسان ساز استفاده کردند. با بهره گیری از فیدبک تقسیم کننده فرکانسی، یک مدار جبران ساز جدید، و یک مدار مرجع bandgap با جبران سازی ضریب دمایی مرتبه دوم، Mcorquodale و همکاران [1] به نویز فاز خوب و همچنین سطح جیتر خوبی دست یافتند مانند نوسان سازهای کریستالی. با این فیدبک و ساختار پیچیده که نویز فاز و جیتر را بهبود می دهد، توان و جریان اتلافی بالا اجتناب ناپذیر خواهند بود…