基于802．11a标准的5 GHz振荡器设计

3 振荡器的设计
综合上述因素，在各方面进行折中之后，本文采用PMOS―NMOS交叉LC振荡器结构，如图3所示。

PMl、PM2、NM1、NM2为振荡器提供负租，NM5、NM6提供输出缓冲，本次设计使用的是Cadence公司的Speetre软件，所采用的工艺为O．18μm的CMOS工艺。所用的库内包含两种类型的模型库，一种为混合模型库，另外一种为RF模型库。混合模型库内的晶体管在相同尺寸下面积较小，适用于数模混合电路的设计。RF库提供的晶体管采用深阱技术，截止频率可达到40GHz以上，远远超过本文的范围，并且提供的RF管具有保护环，增加了器件之间的隔离度，减少了噪声，比较适合射频电路的设计。因为本文所要设计的振荡器要达到射频频段，所以设计采用的是RF库。本次设计的电路工作频率在5．25GHz左右，所用的器件全部选自RF模型库，没有使用理想元件。因为所有器件都来源于RF模型库，使得器件的众多寄生效应都得到考虑，所以仿真出的结果更接近于实际的情况。
主要参数设置：电感采用库内的高品质八角形对称电感，电感值L1为3．2 nH，指数为12；电容采用的是PMOS变容二极管，最小电容为O．25 PF，最大电容为O．6 PF，变化范围为O．35 PF；通过tran、pss、pnoise仿真得出主要性能指标，如图4、5、6所示，所设计振荡器在控制电压O～1．8V下振荡频率为4．0lGHz～5．46 GHz，有良好的频谱纯度，变化范围为31％，覆盖了所要求的802．11a的两个频段5．15 GHz～5．35 GHz，输出振幅峰一峰值830 mV，相噪声为l MHz频率偏移下为一121dBc／Hz。本文设计的振荡器已经达到802．11a标准要求。

4 结论
本文介绍了一种使用O．18μm CMOS工艺，在Cadence Spectre软件下实现可应用于WLAN802．11a标准的5．15 GHz～5．35 GHz频段的LC压控振荡器的设计。全部采用片上元件来实现，其核心电路采用差分形式交叉耦合电路结构实现，获得了较低的相位噪声，较高的输出电压摆幅。采用片上集成电感和PMOS变容二极管，整个电路实现了低功耗和较好的相位噪声。