一种评估制造技术

本发明专利技术公开了一种评估

【技术实现步骤摘要】
一种评估VCO相位噪声灵敏度的方法


[0001]本专利技术属于
VCO(
压控振荡器
)

，具体是一种评估
VCO
晶体管器件对相位噪声灵敏度的方法
。

技术介绍

[0002]VCO
是许多通信
、
无线电
、
雷达
、
传感和测量系统的关键元件
。VCO
的相位噪声是振荡器在短时间内频率稳定度的度量参数，它来源于振荡器输出信号由噪声引起的相位
、
频率的变化
。
频率稳定度分为两个方面：长期稳定度和短期稳定度，其中，短期稳定度在时域内用均方根抖动
(RMS_Jitter)
来表示，在频域内用相位噪声
(Phase noise)
来表示
。
[0003]Ali Hajimiri
和
Lesson
均对相位噪声建模进行了一定的研究，其中
Ali Hajimiri
的相位噪声理论具备一定的工程指导意义，该理论考虑了振荡器的时变特性，提出了脉冲灵敏度函数
(ISF)。ISF
函数的出现一定程度上解释了相位噪声内在机理，但在工程实践中较难直接给出具体优化的调试措施
。
[0004]Ali Hajimiri
的相位噪声理论提出，振荡器中的每一个晶体管产生的噪声电流都会对相位噪声产生影响，目前基于
PSS+PXF
仿真，可以对
ISF
函数的傅里叶分量幅值进行仿真分析
。
但是仿真过程较为复杂，且仿真结果与工程实践过程中的调试并无直接指导意义，较难指导于相位噪声的优化
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种仿真测试方法，该仿真过程简单，该方法的结果可以直接服务于工程实践，直接指导电路优化，进而优化振荡器相位噪声性能
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术一种评估
VCO
相位噪声灵敏度的方法，包括以下步骤，
[0007]S1
，利用仿真软件测量振荡器单元
VCO
模块的本征
RMS_Jitter1
；
[0008]S2
，对目标元器件并联电流源器件，并进行
PSS+Pnoise
仿真，得到
RMS_Jitter2
；
[0009]S3
，对不同位置的目标元器件分别并联电流源器件，得到
RMS_Jitter3、
……
RMS_JitterN
；
[0010]S4
，将
RMS_Jitter2、RMS_Jitter3、
……
RMS_JitterN
分别与
RMS_Jitter1
的值进行比较，找到对晶体管影响最大的目标元器件，并对此目标元器件进行优化
。
[0011]作为本专利技术进一步的方案：所述电流源器件是交流电流源
(isin
器件
)
或是电压控制型电流源
(VCCS)。
[0012]作为本专利技术进一步的方案：所述
isin
器件的频率是振荡器频率
。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述目标元器件是
PMOS
管或
NMOS
管
。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：所述振荡器单元包括第一
PMOS
管
M1、
第二
PMOS
管
M2、
第一
NMOS
管
M3、
第二
NMOS
管
M4、
第三
NMOS
管
M5
，交叉耦合的第一
PMOS
管
M1
和第二
PMOS
管
M2
漏极分别接差分输出
Vo
‑
和
Vo+
，栅极分别接差分输出
Vo+
和
Vo
‑
，源极共同接电压源
Vdd
；第一
NMOS
管
M3
和第二
NMOS
管
M4
组成差分对管，其栅极分别接差分输入
Vi+
和
Vi
‑
，其漏极分别接
差分输出
Vo
‑
和
Vo+
，其源极相接并与第三
NMOS
管
M5
的漏极相连；第三
NMOS
管
M5
的栅极接电压源
Vb
，源极接地
。
[0015]作为本专利技术进一步的方案，电流源器件并联在
PMOS
管或
NMOS
管的源极和漏极之间
。
[0016]作为本专利技术进一步的方案，并联
isin
器件用于测试单个频率噪声下对目标源器件相位噪声的影响
。
[0017]作为本专利技术进一步的方案，并联
VCCS
用于测试全频带噪声下对目标源器件相位噪声的影响
。
[0018]与现有技术相比，本专利技术直接利用仿真软件分别测量振荡器单元本征
RMS_Jitter1
和并联电流源器件后产生的
RMS_JitterN
，仿真过程简单，通过对比
RMS_Jitter1
和
RMS_JitterN
的值，得到不同位置噪声电流对相位噪声的映射关系，
RMS_Jitter
的恶化程度直接反应了振荡器单元与不同位置目标元器件噪声的关系，进而对噪声敏感的目标元器件进行优化，进一步的可以对噪声敏感的目标元器件进行特别的版图优化；使用该方法可以找到不同
VCO
架构中不同器件噪声对
RMS_Jitter
的恶化影响程度，并且可以针对性的进行相位噪声优化
。
附图说明
[0019]图1是本专利技术方法示意图
。
[0020]图2是本专利技术实施例振荡器单元电路示意图
。
[0021]图3是本专利技术中在振荡器单元第二
PMOS
管
M2
处并联
isin
器件电路示意图
。
[0022]图4是本专利技术中在振荡器单元第二
NMOS
管
M4
处并联
isin
器件电路示意图
。
[0023]图5是本专利技术中在振荡器单元第三
NMOS
管
M5...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种评估
VCO
相位噪声灵敏度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1
，利用仿真软件测量振荡器单元
VCO
模块的本征
RMS_Jitter1
；
S2
，对目标元器件并联电流源器件，并进行
PSS+Pnoise
仿真，得到
RMS_Jitter2
；
S3
，对不同位置的目标元器件分别并联电流源器件，得到
RMS_Jitter3、
……
RMS_JitterN
；
S4
，将
RMS_Jitter2、RMS_Jitter3、
……
RMS_JitterN
分别与
RMS_Jitter1
的值进行比较，找到对晶体管影响最大的目标元器件，并对此目标元器件进行优化
。2.
根据权利要求1所述的一种评估
VCO
相位噪声灵敏度的方法，其特征在于，所述电流源器件是交流电流源
(isin
器件
)
或是电压控制型电流源
(VCCS)。3.
根据权利要求2所述的一种评估
VCO
相位噪声灵敏度的方法，其特征在于，所述
isin
器件的频率是振荡器频率
。4.
根据权利要求1所述的一种评估
VCO
相位噪声灵敏度的方法，其特征在于，所述目标元器件是
PMOS
管或
NMOS
管
。5.
根据权利要求1所述的一种评估
VCO
相位噪声灵敏度的方法，其特征在于，所述振荡器单元包括第一
PMOS
管
M1、
第二
PMOS
管
M2、
第一
NMOS

【专利技术属性】
技术研发人员：夏双，张晓春，王晔枫，王弘利，廖红梅，汤中于，林坤杰，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：