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初学者记录自己的学习情况
本贴主要是基于论文（Class-C Harmonic CMOS VCOs, With a General Result on Phase Noise）的翻译和总结
图片添加比较麻烦，可以直接下载word文档以及参考论文，欢迎讨论
希望给后来的初学者一点帮助，（乱码是因为复制的图片无法直接上传）
噪声分类 白噪声：在频带内功率为一条直线 热噪声（thermal noise）： file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg 或In^2=4KT/R 闪烁噪声： file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.png 等效噪声源位置 file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.jpg 基本相噪公式 lesson模型，噪声与品质因数平方成反比，与噪信比成正比 1/f 闪烁噪声上变频频率调制,低频变频到载波附近 热噪声是相位调制边带 电流或者电压噪声造成了幅度和相位的抖动 一个Vn扰动可以分解为一半PM一半AM（分解） file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image009.jpg file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.png 振荡器幅度为 轮流开关差分对（相当于滤波） file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg 简单的差分开关管足以解释所有噪声频率转换 file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg 噪声影响开关对电压，进而影响过零点，再影响输出电流，相当于噪声在输出电流上产生一系列2f的pulse如上图。
假设在过零附近谐振器电压的一小部分足以完全切换微分对，那么噪声只是推进或延缓过零的时刻（输出电流过零点的频率为2f，近似于一系列2f噪声脉冲），在没有噪声的情况下，开关输出处随机脉宽调制的电流可以分解为原始周期方波，并与等高但随机宽度的脉冲(2f)叠加(图3(b))。反过来，这些脉冲可以用两倍振荡频率的脉冲串乘以原始噪声波形vn(t)来近似表示 热噪声转化为相噪 电流热噪声幅度为 file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.jpg file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.jpg 尾电流噪声 差分对的开关行为将像单平衡混频器一样转换尾电流源的噪声。噪声将进入谐振器。输出电压驱动差分对，噪声部分影响过零点的的时间。 （错）上变频后结果只有AM，不影响相噪（如am加在变容管上，将有am——pm转换， Impact of Indirect Stability on PhaseNoise Performance of Fully-Integrated LC Tuned VCOs） 下变频将影响并注入谐振器 file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image024.jpg 差分对噪声 只有特定的噪声部分才会对整体相噪有影响，谐振器的白噪声在各谐波处被过滤，尾电流白噪声只在2f出有大的转换增益。但差分对中脉冲序列对白噪声采样，造成任何偏移频率wm的无限累计。 任何实际上的差分对需要足够的电压偏移来开启，这由谐振器的电压提供。因此差分对的噪声不是被脉冲采样，而是由有限宽的时间窗口采样。这个窗口高度和跨导成正比，宽度由尾电流以及电压过零点的斜率决定。输入噪声谱密度和跨导成反比。因此采样带宽越大，噪声越小。分析显示，噪声带宽积是恒定的。在考虑到采样带宽的频率转换累计，相噪表达式变成 file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image026.jpg lesson模型 file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image028.jpg 总结以上 file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image030.jpg 式中 I为偏置电流，V0为振荡幅度，伽马为2/3（当偏置电流小，振荡幅度小于电源电压，差分对表现为电流开关对，且 file:///C:/Users/yaoer/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image032.jpg ）但是当偏置电流变大，振幅收供电电压限制，保持不变（不和电流成比例了)，偏置电流继续变大，将引起差分对对噪声系数的贡献将变大，因此尾电流只能大到刚好满足最大振幅。 闪烁噪声上变频 靠近振荡频率时，相噪的斜率从-20变为-30，这是因为闪烁噪声上变频。 wm处的尾电流闪烁噪声上变频到振荡频率附近，是作为am噪声的。因此，如果没有高增益的变容管，闪烁噪声将不会贡献相噪。（新理论显示也会）而差分对的闪烁噪声将会调制过零点同时注入一个噪声电流，其由被2f0脉冲采样的闪烁噪声组成。因此wm处的闪烁噪声产生wm和2w0附近电流。这两个频率都被谐振器衰减，也不能解释出现在w0附近的闪烁噪声。结论为闪烁噪声上变频的机制和热噪声完全不同。
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发表于 2021-5-9 18:40:32
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