每日论文19-10GHz处相噪能达到-138dBc/Hz@1MHz串联谐振VCO

news2024/11/26 6:19:28

《Series-Resonance BiCMOS VCO with Phase Noise of -138dBc/Hz at 1MHz Offset from 10GHz and -190dBc/Hz FoM 》2022ISSCC

不用并联谐振了,用串联谐振,能在相噪性能上获得更极端地提升。

假设有源电路的噪声因子F相同,LC-tank的质量因子Q相同,则两个振荡器的相位噪声由谐振器上耗散的有源功率p决定。串联槽RS谐振处的等效电阻比并联槽RP低Q平方倍。则p串联比p并联高Q方倍,导致串联式振荡器的相位噪声比并联式低10logQ平方。

理论上是这样,那怎么来构造这个电路如下图:

交叉耦合差分对通常用于并联槽振荡器,在平衡点处呈现负电导,在大信号处呈现电流饱和。现在对于串联谐振腔也需要一个有源电路提供平衡点负阻和大信号时电压饱和。首先,Vos代表偏置电路,让Q1Q2饱和工作。Q1-Q2作为差分发射极跟随器,迫使VX等于-V*。

交叉耦合Q1-Q2建立的正反馈决定了发射器处的负电阻几乎等于差分负载电阻dVx/dIx≈-R。如果|R|>Rs (Rs为串联谐振时的槽电阻),则会产生振荡。

最后的原理图如下图:

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