第二十九卷 第五期 - 2015年七月三日 PDF
Counter
電流切換和增強 gm 式考畢茲正交壓控振盪器
鄭光偉1,*, 濟旼奎2
1 國立成功大學電機工程學系
2 新加坡科技研究局微電子研究院
 
字體放大
率消耗是用於無線醫療設備電通訊服務(Medical Device Radio communications Service, MedRadio)的無線電收發信機最重要的問題之一。為了支援一個單一的可攜式MedRadio通信終端,從401到457兆赫的廣泛頻譜覆蓋範圍,電路設計者面臨著一個沒有止盡的減少收發器功耗的挑戰。在完全集成的CMOS鏡像抑制接收機、直接轉換接收機、或是低中頻接收器和發射系統中,正交壓控振盪器(quadrature voltage-controlled oscillators, QVCO)是訊號在調製與解調製過程中必要的電路方塊。

本計畫的目的是設計與分析針對MedRadio應用的低相位噪聲和低功耗正交壓控振盪器。其挑戰性的關鍵規格在於準確的正交相位和寬調諧範圍的產生。計畫中將採用Colpitts VCO具有低相位噪聲的特性來當作QVCO的核心震盪器,並通過採用電流開關技術以提高啟動的效率,和重複使用核心震盪器設備來實現反相位注入鎖定,預期實現一個具有比交叉耦合LC壓控振盪器更低的相位噪聲,並比傳統的QVCO具有更優越的正交相位精準度和更大的調諧範圍。此外,也將探討以主動電路來補償元件匹配以及製程變異,所造成震盪器在I/Q分支間振幅、和相位上的誤差。並利用高品質因數的諧振器,來實現更低功耗、更低相位噪聲的QVCO。

我們提出了一種新式的考畢茲QVCO設計,正交輸出透過耦合兩個差分考畢茲壓控振盪器與電流開關切換方式,實現低功耗、低相位噪聲、高正交相位精度和大的調諧範圍。透過更有效的跨導的加強,導致振盪器更容易啟動,進而降低所需要的功耗。當在488 MHz的工作時,測量結果顯示-118 dBc / Hz@1MHz的相位噪聲、0.3°正交相位的精準度、20%的調諧範圍,同時僅消耗0.75 mW。

正交壓控振盪器電路圖


晶片照相
< 上一篇
下一篇 >
Copyright National Cheng Kung University