如何减小LC VCO偏置电流的噪声？

kool

原帖由 hotraymanf 于 2009-3-29 11:52 发表

                               
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flikcer nosie是没法滤掉的，abidi的办法也就是你上面说的办法。
带歇是可以用的，在很多SOC中两个带歇，一个是所有模拟单元用的，另一个是单独给vco用的，之所以用带歇唯一的理由就是省电，因为其他低噪声的处 ...

确实是用电阻加二极管偏置的话，电流随不同工艺角会有很大变化，用一个单独的带隙倒是比较好理解了。

kool

原帖由 faithfully 于 2009-3-29 15:09 发表

                               
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RC filter for VCO current bias is commmonly used. No need to care about the big R, the noise contribution is KT/C.

RC filter中电阻噪声会有影响的，我一开始也是这样考虑的。但是对于VCO来说，起作用的噪声主要在低频和二次谐波处，而不是整个RC网络带宽内的积分，也就是说噪声影响的带宽是固定的，而不是当R变大，带宽变小，当R变小，带宽变大，使积分噪声不变，所以对于这种情况R越大所带来的影响会越大。
较大的电阻，所产生噪声的PSD电压会比较大。而这个噪声在低频（假设只考虑1MHZ）是很不好滤掉的，除非把极点做得很低，而且电阻值也不大。
假设尾管gm=25m, 可以算一下，假设RC网络的极点可以做得低于1M，那么RC网络中R产生的在栅上的电压近似为4kTR/(w/wp)，w为频偏大小，wp为RC的极点。如果R取得较大，那么这个电压是远大于4KT/gm的。

当然这里说的是滤flicker noise，对于二次谐波噪声RC网络是很容易做的，或者不用R，直接接个电容就可以很容易将二次谐波量滤掉。

kool

原帖由 mywang 于 2009-3-29 12:43 发表

                               
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用并行的MOS开关吧
工作在饱和区的电流源噪声较大，所以改用并行的MOS开关
要控制电流的话还可加入振幅回授控制，就看你的需要了

你说的并行开关是用VCO的输出来控制MOS的栅电压吗？这种结构性能的PSRR如何呢？我总感觉他的稳定性不是很好，对电源噪声会比较敏感吧？这种结构的VCO采用的多吗？好像我只在一两篇论文上见过。

julysky

原帖由 faithfully 于 2009-3-29 15:09 发表

                               
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RC filter for VCO current bias is commmonly used. No need to care about the big R, the noise contribution is KT/C.

I don't fully agree. KT/C is the total noise power. For VCO, the spot noise (noise at certain frequency) is also important or even more important than the total noise power. Whether having a big R is ok or not should be application dependant.

julysky

For the tail bias transistor, its flicker noise is often more problematic than its 4kTgm thermal noise. To reduce flicker noise, big transistor size helps, keeping the VCO waveform as symmetrical as possible also can reduce the flicker noise up conversion (see Hajimiri). Generally, a double switched pair has better symmetry than a single switched pair and has lower flicker noise contribution from the tail transistor.

kool

原帖由 julysky 于 2009-3-29 16:19 发表

                               
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For the tail bias transistor, its flicker noise is often more problematic than its 4kTgm thermal noise. To reduce flicker noise, big transistor size helps, keeping the VCO waveform as symmetrical as p ...

确实理论上说保持波形对称的话能减小flicker noise的影响，但是如何来验证你仿真得到的波形就是对称的呢？实际上又如何来提高波形的对称性，感觉这个结论更多的是理论上的，实际操作的话，按照这个思想来调电路，总是不知道该如何来优化参数。

julysky

原帖由 kool 于 2009-3-29 17:47 发表

                               
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确实理论上说保持波形对称的话能减小flicker noise的影响，但是如何来验证你仿真得到的波形就是对称的呢？实际上又如何来提高波形的对称性，感觉这个结论更多的是理论上的，实际操作的话，按照这个思想来调电路， ...

A designer can choose the VCO topology with better symmetry, e.g. choose a  double switched paire VCO over a single switched one. For a certain topology, tune the size and see the noise summary, other than that I also don't know an easy way to improve the waveform symmetry.

faithfully

The LPF is used for filtering the amplified noise from current mirror and central bias, even the coupling noise, so meaningless to compared with VCO tail current noise.
The efficiency of filtering depands on how low you can put the pole (area constrained), and how serious the noise comes from the current mirror and central bias.
I agree that big  R will contribute a little more low-f thermal noise, however the increase can often be ingnored due to the sharp 1/f noise if the pole is less than 1lf corner.
After all, it is easy to do simulation to find the feasibility.

原帖由 kool 于 2009-3-29 16:05 发表

                               
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RC filter中电阻噪声会有影响的，我一开始也是这样考虑的。但是对于VCO来说，起作用的噪声主要在低频和二次谐波处，而不是整个RC网络带宽内的积分，也就是说噪声影响的带宽是固定的，而不是当R变大，带宽变小，当 ...

faithfully

Layout and loading is very very important for symmetry outputs.

原帖由 julysky 于 2009-3-29 18:14 发表

                               
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A designer can choose the VCO topology with better symmetry, e.g. choose a  double switched paire VCO over a single switched one. For a certain topology, tune the size and see the noise summary, o ...

mmic1978

good~~