Bộ dao động điều khiển điện áp tần số bậc hai hình vuông sử dụng công nghệ CMOS với việc ghép nối qua chất nền

Analog Integrated Circuits and Signal Processing - Tập 68 - Trang 299-305 - 2011
Mohammad Jafar Hemmati1, Sasan Naseh1
1The Electrical Engineering Group, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, một cấu hình mạch mới cho bộ dao động điều khiển điện áp bậc hai hình vuông (QVCO) với công nghệ CMOS được đề xuất. QVCO được đề xuất được tạo ra bằng cách ghép nối hai bộ dao động VCO giống hệt nhau. Các phần tử ghép nối (hai điện trở và hai tụ điện) không làm tăng mức tiêu thụ điện năng của các VCO lõi và không gây rối loạn tần số cộng hưởng của mạch tank trong các VCO lõi. Ngoài ra, theo các mô phỏng, các phần tử ghép nối cũng không ảnh hưởng xấu đến độ nhiễu pha. Vai trò của chân chất nền của các MOSFET được ghép nối trong các bộ dao động lõi được chứng minh là các nút chế độ chung. Việc sử dụng nút này để ghép nối cho phép loại bỏ các transistor đuôi trong các bộ dao động lõi và do đó, mạch có thể hoạt động với điện áp cung cấp thấp tới 0,5 V. Việc sử dụng phương pháp tương tự để ghép nối nhiều hơn hai bộ dao động lõi dẫn đến một bộ dao động VCO đa pha.

Từ khóa

#CMOS #bộ dao động #điều khiển điện áp #tần số bậc hai #ghép nối qua chất nền

Tài liệu tham khảo

Savoj, J., & Razavi, B. (2001). High-speed CMOS circuits for optical receivers. Boston: Kluwer Academic Publishers. Razavi, B. (1998). RF microelectronics. Upper Saddle River: Prentice Hall. Oliveira, L. B., Fernandes, J. R., Filanovsky, I. M., Verhoeven, C. J. M., & Silva, Manuel M. (2008). Analysis and design of quadrature oscillators. Analog Integrated Circuits and Signal Processing, New York: Springer. Yodprasit, U., & Enz, C. C. (2004). Simple topology for low-voltage and low-power RF quadrature oscillators. Electronics Letters, 40, 458–459. Casha, O., Grech, I., & Micallef, J. (2007). Comparative study of gigahertz CMOS LC quadrature voltage-controlled oscillators with relevance to phase noise. Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 52, 1–14. Murji, R., & Jamal Deen, M. (2005). Radio frequency CMOS integrated circuits for low power transceiver applications. The 3rd International IEEE-NEWCAS Conference (pp. 17–20). Montreal, Canada: IEEE-NEWCAS. Rofougaran, A., et al. (1998). A single-chip 900-MHz spread-spectrum wireless transceiver in 1-μm CMOS-Part I: Architecture and transmitted design. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 33, 515–534. Zarre Dooghabadi, M., & Naseh, S. (2007). A new quadrature LC-oscillator. ISCAS, 2007, 1701–1703. Andreani, P., Bonfanti, A., Romano, L., & Samori, C. (2002). Analysis and design of 1.8 GHz CMOS LC quadrature oscillators. IEEE Journal of Solid-State Circuits., 37, 1737–1747. Kim, H. R., Cha, C. Y., Oh, S. M., Yang, M. S., & Lee, S. G. (2004). A very low-power quadrature VCO with back gated coupling. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 39, 952–955. Tiebout, M. (2001). Low-power low-phase-noise differentially tuned quadrature vco design in standard CMOS. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 36, 1018–1024. Tortori, P., et al. (2009). Quadrature VCOs based on direct second harmonic locking: Theoretical analysis and experimental validation. International Journal of Circuit Theory and Applications, 38, 1063–1086. Jackson, B. R., & Saavedra, C. E. (2007). A 3 GHz CMOS quadrature oscillator using active superharmonic coupling. Proceeding of 37th European Microwave Conference (pp. 1109–1112). Munich, Germany: EuMW. Gierkink, S.L.J. et al. (2003). A low-phase-noise 5-GHz CMOS quadrature VCO using superharmonic coupling. IEEE Journal Solid-State Circuits. 38, 1148–1154. Hancock, T. M., & Rebeiz, G. (2004). A novel superharmonic coupling topology for quadrature design at 6 GHZ. In IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, 6–8 June 2004 (pp. 285–288). Forth Worth, TX: IEEE. Ebrahimi, E., & Naseh, S. (2011). A new robust capacitively coupled second harmonic quadrature LC oscillator. Analog Integrated Circuits and Signal Processing, 66, 269–275. Soltanian, B., & Kinget, P. (2006). A low phase noise quadrature LC- VCO using capacitive common-source coupling. In European Solid-State Circuits Conference (pp. 436–439). Switzerland: ESSCIRC. Naseh, S., Zarre Dooghabadi, M. & Jamal Deen, M. (2008). A low-voltage low-noise superharmonic quadrature oscillator. 15th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems, (pp. 400–403). Malta: ICECS. Lo, C. W., & Luong, H. C. (1999). 2-V 900-MHz quadrature coupled LC oscillators with improved amplitude and phase matchings. ISCAS, 1999, 585–588. Jamal Deen, M., Murji, R., Fakhr, A., Jafferali, N., & Ngan, W. L. (2005). Low-power CMOS integrated circuits for radio frequency applications. In IEE Proceedings of Circuits Devices Systems (pp. 509–522). England: IET (The Institution of Engineering and Technology). Margarit, M. A., Joo Leong, T., Meyer, R. G., & Deen, M. J. (1999). A low-noise low-power VCO with automatic amplitude control for wireless applications. IEEE Journal of Solid-State Circuits, 34, 761–771. Jang, S. L., Huang, S.-H., Liu, C.-C., & Juang, M.-H. (2009). CMOS Colpitts quadrature VCO using the body injection-locked coupling technique. IEEE Microwave and Wireless Components letters, 19, 230–232.