vco中摆幅过大会导致相噪恶化的原因？

牵着灵魂散步

请问一下各位大佬，在电压偏置型vco设计中，会有相噪随着摆幅的增大，先变好后恶化的现象。相噪随着摆幅的增大而变好的现象可以用lesson公式解释，但为什么继续增大摆幅噪声会恶化？

针对这个问题我查阅了相关资料，给出了两个解释，一个是非线性效应，当摆幅增大到一定程度后，mos管进入线性区，这会导致信号的非线性失真，从而使相噪恶化。另一个是谐振腔的Q值，摆幅过大会降低谐振腔的Q值，从而使得相噪恶化。请问这两种解释哪一个是合理的？
对于第一点，影响相噪是在波形的过零点附近，不是波峰和波谷附近，在摆幅位于过零点附近时，两个管子都处于饱和区而非线性区，这与第一点有点矛盾，不清楚我的理解哪里有问题？对于第二点，如何仿真谐振腔的Q值？以及如何仿真不同摆幅对谐振腔Q值的影响？
如果上述两个解释有问题，那么正确的解释是什么？

wozhi

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RenYu123

这个我之前也遇到过，我感觉是摆幅过大进入深线性区了，导通那个mos管等价于几十欧姆的小电阻，降低了Tank的Q值

牵着灵魂散步

   

RenYu123 发表于 2024-12-3 17:56
这个我之前也遇到过，我感觉是摆幅过大进入深线性区了，导通那个mos管等价于几十欧姆的小电阻，降低了Tank ...

请问一下，您说的进入深线性区的管子是交叉耦合管吗？我理解 tank的Q是由电容电感决定的，Q值的公式中也只有电容电感的参数，没有交叉耦合管的相关参数（gm、ro...）,为什么交叉耦合管进入深线性区会降低tank的Q值？

pluto297

随着摆幅进一步增大，晶体管深线性区的时间和程度不断增加，等效成一个小电阻，导致Tank内的能量泄放到低，从而降低Tank Q值,在Lesson公式里面，Q降低1倍，PN恶化3dB，这个Q值降低对PN的恶化和信号波峰波谷还是过零点没关系，因为ISF是量化噪声到PN的传递函数的。至于Tank Q值仿真，可以用Z11的3dB估计，或者分别仿真电感、电容Q值，并联一下。

Babyj_ic

1. 假如是在current limited region 观察到的这种情况，那就是群里老哥说的，更大的摆幅会增大管子在deep triode的时间，when the transistor is in deep triode, rds is small, loading the tank，导致LC tank的能量泄露Q降低，因此相噪降低
2.假如已经摆幅比较大了在voltage limited region，那就可能是关于reliability的问题，大的摆幅对gate source oxide造成不良影响