基于802．11a標(biāo)準(zhǔn)的5 GHz振蕩器設(shè)計(jì)

3 振蕩器的設(shè)計(jì)
綜合上述因素，在各方面進(jìn)行折中之后，本文采用PMOS―NMOS交叉LC振蕩器結(jié)構(gòu)，如圖3所示。

PMl、PM2、NM1、NM2為振蕩器提供負(fù)租，NM5、NM6提供輸出緩沖，本次設(shè)計(jì)使用的是Cadence公司的Speetre軟件，所采用的工藝為O．18μm的CMOS工藝。所用的庫(kù)內(nèi)包含兩種類型的模型庫(kù)，一種為混合模型庫(kù)，另外一種為RF模型庫(kù)。混合模型庫(kù)內(nèi)的晶體管在相同尺寸下面積較小，適用于數(shù)?；旌想娐返脑O(shè)計(jì)。RF庫(kù)提供的晶體管采用深阱技術(shù)，截止頻率可達(dá)到40 GHz以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)本文的范圍，并且提供的RF管具有保護(hù)環(huán)，增加了器件之間的隔離度，減少了噪聲，比較適合射頻電路的設(shè)計(jì)。因?yàn)楸疚乃O(shè)計(jì)的振蕩器要達(dá)到射頻頻段，所以設(shè)計(jì)采用的是RF庫(kù)。本次設(shè)計(jì)的電路工作頻率在5．25 GHz左右，所用的器件全部選自RF模型庫(kù)，沒(méi)有使用理想元件。因?yàn)樗衅骷紒?lái)源于RF模型庫(kù)，使得器件的眾多寄生效應(yīng)都得到考慮，所以仿真出的結(jié)果更接近于實(shí)際的情況。
主要參數(shù)設(shè)置：電感采用庫(kù)內(nèi)的高品質(zhì)八角形對(duì)稱電感，電感值L1為3．2 nH，指數(shù)為12；電容采用的是PMOS變?nèi)荻O管，最小電容為O．25 PF，最大電容為O．6 PF，變化范圍為O．35 PF；通過(guò)tran、pss、pnoise仿真得出主要性能指標(biāo)，如圖4、5、6所示，所設(shè)計(jì)振蕩器在控制電壓O～1．8V下振蕩頻率為4．0l GHz～5．46 GHz，有良好的頻譜純度，變化范圍為31％，覆蓋了所要求的802．11a的兩個(gè)頻段5．15 GHz～5．35 GHz，輸出振幅峰一峰值830 mV，相噪聲為l MHz頻率偏移下為一121dBc／Hz。本文設(shè)計(jì)的振蕩器已經(jīng)達(dá)到802．11a標(biāo)準(zhǔn)要求。

4 結(jié)論
本文介紹了一種使用O．18μm CMOS工藝，在Cadence Spectre軟件下實(shí)現(xiàn)可應(yīng)用于WLAN 802．11a標(biāo)準(zhǔn)的5．15 GHz～5．35 GHz頻段的LC壓控振蕩器的設(shè)計(jì)。全部采用片上元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，其核心電路采用差分形式交叉耦合電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，獲得了較低的相位噪聲，較高的輸出電壓擺幅。采用片上集成電感和PMOS變?nèi)荻O管，整個(gè)電路實(shí)現(xiàn)了低功耗和較好的相位噪聲。