研究目的
将CMOS振荡器中的相位噪声（PN）降低至当前实际极限以下，同时满足蜂窝基站接收机严格的PN要求，并遵守工艺技术的可靠性规则。
研究成果
基于高摆幅C类拓扑的双核LC谐振振荡器成功满足了蜂窝基站接收机严苛的相位噪声要求，展示了集成CMOS振荡器中报道的最低归一化相位噪声。该方法可通过增加更多核心来进一步降低相位噪声，但会带来功耗和面积成本的增加。
研究不足
该方法扩展到更多核心时需要增加功耗和面积。虽然互连电阻并非关键因素，但必须加以控制以避免性能下降。
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[2020年IEEE无线电与无线研讨会（RWS）- 美国德克萨斯州圣安东尼奥（2020.1.26-2020.1.29）] 2020年IEEE无线电与无线研讨会（RWS）- 基于硅的皮秒脉冲源太赫兹信道特性研究
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[2020年IEEE无线电与无线研讨会（RWS）- 美国德克萨斯州圣安东尼奥（2020.1.26-2020.1.29）] 2020年IEEE无线电与无线研讨会（RWS）- 基于硅的皮秒脉冲源太赫兹信道特性研究
DOI：10.1109/RWS45077.2020.9050123
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要：
本文提出利用多振荡器耦合思想，将体硅CMOS工艺中的相位噪声（PN）降至当前实际可实现极限以下。我们首次据此研制出符合蜂窝基站接收机最严苛PN要求且遵循工艺可靠性规则的射频振荡器。该数字65纳米CMOS双核LC谐振振荡器采用高摆幅C类拓扑结构，工作频率4.07-4.91GHz可调，2.15V电源供电电流39-59mA。实测显示在4.07GHz载波下，3MHz和20MHz频偏处的相位噪声分别为-146.7dBc/Hz和-163.1dBc/Hz，创下集成CMOS振荡器最低归一化PN纪录。我们推导并验证了PN与核间互连电阻的显式表达式，其结果与电路仿真及实测数据相符。分析表明即使存在1%的核间失配，互连电阻的影响仍可忽略。该方法可扩展至更多振荡器核心，在牺牲功耗与面积代价下实现任意程度的PN降低。
作者：
Seyed Amir-Reza Ahmadi-Mehr，Massoud Tohidian，Robert Bogdan Staszewski
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