问一个VCO相噪的问题，希望各位大侠不吝赐教

moorehuang

照paper上说的，当VCO在电流线性区的时候，相噪将随尾电流的增大而减小（这个很容易理解，此时VCO的幅度与尾电流成正比，而载波功率又和幅度的平方有关）
但是，实际仿真中发现，就算是全在电流线性区（从仿真中看到幅度仍然在增大）调整尾电流从小至大，也不一定相噪会单调的变好。
中间有个尾电流的最优值，在这里相噪达到最低点，无论增加还是减少尾电流，相噪都在恶化。
查看noise summary，恶化的相噪全是尾电流管或者是电压基准源的镜像电流管的flicker noise带来的。
不知哪位大侠能解释这个原因？

ee755

个人看法：电流大了gm变大，flick noise产生的噪声电流变大，即注入LC Tank的噪声电流变大。

moorehuang

请问楼上的大侠，为什么gm变大会导致flicker noise产生的噪声电流变大？flicker noise只跟晶体管的尺寸有关和频率吧？

moorehuang

自己再顶一个，希望各位高手赐教！！！

051120653

在调整尾电流大小最优的情况下，将电流源管子的L增大，当然W也要相应同比增大，这样F noise会小一些，相位噪声会有所提高。

moorehuang

我就是想知道为什么会有一个尾电流最优这样一个现象。
因为只要在电流限制区，电流增大，幅度必然也增大，计算相位噪声的分母，基波功率也随电流的平方增大。
在分母增大的情况下，为何继续增加电流，相噪反而会变大？
如果是影响gm的话，gm只和尾电流开根号相关，变化率远没有基波功率的变化大
况且，gm只能解释热噪声，而noise summary里面显示前几位贡献的都是flicker noise，如何解释呢？
而且楼上的说得不太准确，改变尾电流除了改变WL，还可以改变Vgs。也就是说，改变尾电流，flicker noise 是可以不变的！

pop326

首先呢! 你要了解何謂電流限制區? 何謂電壓限制區?
這個現象在T. Lee. 的paper上都有說明到，如果只是單從phase noise的式子來看，你的想法是對的，電流越大，輸出的功率也越大，相對的phsae noise就會降低，與其說是降低，應該說是你本身的訊號輸出功率遠大於noise功率，noise是不會因為你的電路放大行為而減小的(noise也是一種訊號，只是是我們不想要的訊號罷了)，為什麼會有一個電流最佳值?!這就跟你的電壓限制區有關聯，何謂電流最佳值，這在paper上面也有提到，好好的思考吧!! 當你想通了，就不會困擾了!!

另外，vco的PN的好壞最重要的影響當然是莫過於flicker noise，尤其是尾電流上的filcker noise(當然，其它電晶體上的noise也是很重要)，它又與電晶體的W成反比且是影響低頻帶(就電晶體特性而言)，但它為什麼跟高頻的振盪頻率有關?!這也在許多研究上已經被探討過了!! 有興趣的話可以去研讀^^，所以在設計尾電流時當然是以寬的w為優先考量，如果只是固定w而只調整電流大小的話，這樣的設計並不會達到最佳值的(或許，你已經設計在不好的值上，再怎麼調整當然也好不起來)，當然，增加w有好處也有壞處，在這不加詳談...


如果有問題得話，很願意回答你，不過得先思考看看，這樣對你有幫助的!!

如果上面的回答有錯的話，也且各位大大們高抬貴手，別批得太重呀!!

jianchongzhou

学习了，望继续讨论

meseasky

hajimiri的论文里头，电流增大的前提是尾电流管不能进入线性区，这样如果你增大电流，那么相噪声噪声自然会变小。

但是如果你的尾电流管进入线性去，那么他会直接吧偏置电流源的噪声耦合到你的谐振回路中，或者说你的尾管失去了噪声隔离的作用，那么这个时候你的相噪声自然会恶化，而且即使你增大电流，也没有用。

所以一定不要让你的微电流管进入线性区，
1.不要让你的电流过大，因为过大的电流会让你的尾管在大振幅的情况下进入线性区。
2.要仿一下直流工作点，这个很有用，可以很直观的告诉你你的尾管漏电压是否过低。要把直流工作点调整合适。这样对你访trans是有指导作用的，
3.振荡中心电平不能太低，因为这样向下摆的时候就会让微电流管进入线性区。

我的一些个人看法，仅供参考，希望对你有帮助。！

雷镇子

推荐一本书 abidi的  The designer's guide to high-purity oscillators。
里面关于phase noise的分析非常详细。而且实用。