INTRODUCTION

  Fig.1為這次專題一開始參考的LC壓控震盪器,其運作原理為由LC tank產生震盪,LC tank下方的differential pair會產生負阻與LC tank產生的能量相抵消。Fig.2(a)為我們第一次在ADS上模擬的震盪器,其架構為LC tank, cross-coupled oscillator , tail current source。加上tail current source主要是為了穩定電流,降低phase noise。Fig.2(b)為模擬波形的結果,可以看出波形沒有很完美,此時phase noise為-114.248dBc/Hz。

  經由分析後,第一版本的電路雜訊有大部分來自於tail current source,為了降低phase noise,我們在current source加上了LC filter,架構如Fig.3(a),電容可以把二倍頻的雜訊濾掉,而電感的高阻抗能讓電容在二倍頻震盪,Fig.3(b)為模擬結果,波形為較完美的sine波,且此時phase noise降低為-129dBc/Hz。

  Fig.4為加上buffer後在EDA cloud上的模擬架構與結果,在EDA cloud上的模擬我們將頻率提高到35GHz(避免layout後頻率降低),加上因為採用台積18nm的MOSFET、台積電容與非理想電感(阻值不為零)後,phase noise提高到-83.23dBc/Hz。Fig.5為我們的電路與參考論文的比較。


Fig. 1


Fig. 2


Fig. 3


Fig. 4


Fig. 5

心得感想

  在專題的一開始我們花了很多時間在看論文、參考書籍等來了解Cross-coupled VCO的知識以及理論,才發現原來在大學部曾經學過的電子電路以及類比電路設計的知識完全不足以應付這次的專題。後來經由老師以及學姐帶領之後,慢慢看懂電路架構,準備要開始模擬電路時,卻又遇到頻頻難關,調整數據、畫layout都不是一件容易的事,需要花費大量時間慢慢靠著經驗累積而來。雖然最後來不及下線得到一個成品,但是我們大致上了解製作IC的過程,且得到了寶貴的經驗,謝謝老師以及學姊的教導。