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随着IEEE802.11无线局域网的颁布,W<,i>-F<,i>接入Internet的方式很快遍及了校园、家庭和机场等场所。作为无线局域网射频接收机的重要组成部分,电感电容压控振荡器(LC VCO)设计受到了极大的技术挑战。CMOS工艺技术的不断进步以及无源器什(电感和电容)的片上实现,使得电感电容压控振荡器的单片集成成为可能。
本文系统论述IEEE802.11a无线局域网射频接收机中正交电感电容压控振荡器设计与实现。文中首先介绍电感电容压控振荡器的基本原理和实现方式。紧接着从理论上详细的分析VCO相位噪声模型:线性时不变模型、线性相位时变模型,明确相位噪声主要影响因素。随后介绍了实现正交电感电容压控振荡器的三种方法,通过比较他们的优缺点,选择通过MOS耦合的方法并对电路结构进行了改进来实现低相位噪声的正交电感电容压控振荡器,达到了预期目的。在设计过程中,提出了一种新方法选取器件库中电感,可省去繁琐的仿真验证过程,快速锁定需要的电感。最后设计并实现了应用于无线局域网802.11a中的正交电感电容压控振荡器。仿真结果显示,在频偏1MHz时,相位噪声达到-118dBc/Hz,信号具有很好的正交性,验证了VCO设计方法的正确性与可行性。
在广泛文献调研的基础上,本文取得如下成果:
1.根据系统背景和WLAN802.11a协议要求,对本文所设计的电感电容压控振荡器提出设计指标;
2.认真分析了压控振荡器实现正交输出的三种方式,对MOS耦合法进行了优化,提出了改进的正交压控振荡电路;
3.采用单NMOS交叉耦合对结构及MOS耦合法,设计并实现了中心频率为5GHz窄带正交电感电容压控振荡器。