环形振荡器1M相位噪声大概能达到多低

小肥柴

我最近在做VCO，震荡中心频率在2.4GHz，如果考虑用环形振荡器做，目前用了反相器链结构，还有差动对的结构，但是相位噪声都很差。想知道是我设计不合理还是这个结构不太行。（虽然直接加功耗可以降低这个相位噪声，但是我加到5m，还是不理想）。想请教一下各位前辈，有没有什么噪声比较低的结构，不用电感的结构。

zhangyp

一般环振在1MHz处估计大部分都在-80--90dBc左右吧，

Emptyi

试试ILRO

nanke

基本是工艺决定了，可以换器件类型，调L试下，基本和书上写得差不多，远差于LC的。

小肥柴

nanke 发表于 2025-2-27 19:28
基本是工艺决定了，可以换器件类型，调L试下，基本和书上写得差不多，远差于LC的。 ...

nanke大佬您好，我正在做我的毕业设计，是DSM小数分频的锁相环。工作中心频率在2.4GHz。前段时间一直采用的是环形振荡器，1M处的相位噪声大概在-80~-100db，我觉得不太够。今天晚上换成了LC震荡的VCO，现在的情况是，我的环路滤波器有一个输出时钟2倍左右的高频（差不多4.8-5GHz）震荡一直存在。幅值大概有几十个mV，我之前用理想电感也遇到这种情况。想知道可能是什么原因导致的，谢谢您

                               
登录/注册后可看大图

小肥柴

nanke 发表于 2025-2-27 19:28
基本是工艺决定了，可以换器件类型，调L试下，基本和书上写得差不多，远差于LC的。 ...

我晚上尝试将振荡器换成LC振荡器，相位噪声很好，但是我的锁相环的环路滤波器输出一直在震荡无法稳定。之前用环形振荡器没有这个问题。LC振荡器采用的是NMOS和PMOS互补的架构，我发现这个震荡的频率差不多刚好是震荡频率两倍。感觉不像是高频噪声，想问问可能是什么原因导致的？

                               
登录/注册后可看大图

小肥柴

nanke 发表于 2025-2-27 19:28
基本是工艺决定了，可以换器件类型，调L试下，基本和书上写得差不多，远差于LC的。 ...

刚刚观察各个节点波形怀疑是环路滤波器和VCO耦合出了问题，我在环路滤波器后面接了一个单位增益的buffer(理想vccs)后，环路没有高频的小信号震荡了。稳定了。我在想是不是因为我用的可变电容或者电感因为某些效应引起的，不知道怎么从实际角度解决这个问题。

                               
登录/注册后可看大图

lwzunique

这个2倍频的耦合是必然存在的，不影响~~~假设vco的vctrl上有一个2倍频的信号，简单的说就是cos(wt)和cos(2wt)混频，频率是cos(3wt)~~~VCO的谐振腔q值没有这么差呀。
就是可变电容耦合的，必然存在且无关紧要。如果影响电路噪声了，说明其他地方设计的不对

小肥柴

lwzunique 发表于 2025-2-28 10:18
这个2倍频的耦合是必然存在的，不影响~~~假设vco的vctrl上有一个2倍频的信号，简单的说就是cos(wt)和cos(2w ...

但是Vcont在理论稳定值上会有50mV的波动，我的vco的增益又很高，大概有1G每福特，看起来像是不稳定，也不影响吗。
如果把耦合产生的高频信号等价出来，把振荡器抽象成Kvco/s的理想低通滤波器。高频的vont输入应该会被衰减，只保留vcont的直流信号，那么这个2倍频的耦合确实应该影响很小。这样理解对吗？但是几十个mV也正常吗？（主要是放论文里面，虚得很，怕被逮捕），当然我环路其他模块还没完全优化好，可能也有影响

lwzunique

小肥柴 发表于 2025-2-28 18:02
但是Vcont在理论稳定值上会有50mV的波动，我的vco的增益又很高，大概有1G每福特，看起来像是不稳定，也不 ...

你可以单独仿真vco，把这个2倍频的频率的，幅度等于你仿真幅度的正弦信号加在vctrl上，看看vco的输出频谱有什么变化~~~从频域看看有什么区别，在关注的带宽内，有什么异常的频谱，带内没有异常，带外的不需要关注，那就是没有影响的