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阅读：141发布时间：2021-11-8
负责提供时钟参考信号的CMOS振荡器，是现代通信系统里面见和最重要的模块之一。
CMOS振荡器主要可以分为电感电容(LC）振荡器和环形振荡器两种类型。电感电容振荡器，它具有较好的相位噪声性能，可适用于高频等特点;
环形振荡器，它具有面积较小，调谐范围较宽等特点，它们均能作为锁相环的一部分，应用在不同参数要求的通信系统之中。
高频谱纯度和低功耗是LC振荡器设计中的重点和难点，而电流效率则与这两者均有着紧密的联系，这让电流效率成为近些年来振荡器研究的一个热门方向。
本文对工业界广泛使用的B类和C类振荡器的电流效率进行了定量的分析和计算，得到了关于在大幅度情况下，电流效率与临界角，导通角之间的表达式，仿真结果表明，理论与仿真数据误差在5％以内。
此外，电流效率不仅可以应用于推导出大幅度情况下1/f2噪声的表达式，还可以应用于高Figure-of-Merit(FoM)值振荡器的设计。
射频识别(RFID)技术由于具有在短时间内无需接触就能快速识别大量信息的优点，它经常被用于提高信息（物流信息，标签信息）识别的时效性及准确度。
锁相环为RFID芯片提供参考频率，是决定RFID芯片接收和发射性能的关键部分，而压控振荡器则是设计的重点和难点。
设计的锁相环输出工作频率范围为840～960 MHz，功耗为31.21 mW，在距中心频率840.125MHz频偏100kHz处的相位噪声为-108.5 dBc/Hz，频偏1MHz处的相位噪声为-132.3 dBc/Hz。与同类锁相环相比较，本文电路在噪声和功耗方面具有一定优势。
环形振荡器由于其无电感，面积小，可实现较宽的调谐范围，在低中频通信系统中得到了广泛使用。
本文阐述了环形振荡器的两种应用:
一种是在1.5GHz～3GHz电荷泵锁相环中的应用，它的实际输出频率为1.13 GHz～3.73GHz，在偏离中心频率100 KHz处的相位噪声为-60.49 dBc/Hz，偏离中心频率1MHz处的相位噪声为-86.84 dBc/Hz;
另一种是开环补偿技术对环形振荡器电源噪声的消减，使用带负反馈的电流偏置电路补偿由于电源噪声引起的中心频率变化，噪声消除效果良好，电源敏感度仅为0.0095mUI/mV。
仿真结果表明，环形振荡器总的功耗为1.7mW，在1MHz频偏处噪声为96.5dBc/Hz。
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