Архив статей

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КМОП-ГЕНЕРАТОРОВ, УПРАВЛЯЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЕМ, С ПЕРЕКРЕСТНЫМИ ОБРАТНЫМИ СВЯЗЯМИ И МАЛЫМ ЗНАЧЕНИЕМ УРОВНЯ ФАЗОВОГО ШУМА* (2026)
Выпуск: № 1, Том 33 (2026)
Авторы: Сотсков Д. И.

Представлена методика проектирования КМОП-генераторов, управляемых напряжением (ГУН), с LC резонансным контуром (РК) и перекрестными обратными связями (ОС), основанная на применении комплекса мер, направленных на снижение уровня фазового шума (ФШ), в ходе операций, выполняемых средствами как малосигнального, так и нелинейного анализа. Методика формализована в виде алгоритма и позволяет в рамках трех взаимосвязанных этапов выполнить оперативную оптимизацию параметров электрической схемы ГУН для достижения малого значения уровня ФШ при заданных ограничениях на диапазон частот выходного сигнала, диапазон управляющих напряжений и напряжение питания. Согласно предложенной методике, на первом этапе осуществляется предварительный расчет РК ГУН. Базовые подходы к снижению уровня ФШ, реализуемые на данном этапе заключаются в увеличении собственной добротности РК, снижении крутизны вольт-частотной характеристики (ВЧХ) РК и увеличении значения допустимой радиочастотной мощности, поступающей в РК. На втором этапе средствами малосигнального анализа проводится оценка и обеспечение выполнения условий самовозбуждения ГУН. На третьем этапе проводится нелинейный анализ ГУН в частотной области. Задача по обеспечению малого уровня ФШ, решаемая на данном этапе, сводится к поиску оптимальных параметров электрической схемы ГУН, которые с одной стороны обеспечивают достаточно высокое значение подводимой к РК мощности и допустимо низкое значение крутизны ВЧХ ГУН, а с другой – обеспечивают малые значения шумовых параметров МОП-транзисторов из состава ГУН. С использованием предложенной методики разработан комплект КМОП ГУН с перекрестными ОС, рабочими частотами до 3 ГГц и уровнем ФШ порядка минус 90 дБн/Гц при частоте отстройки от несущей 100 кГц.