第二章电感电容压控振荡器 2.2性能参数 2.2.1频率覆盖范围 根据式(2.1)，可以知道振荡器的输出频率由等效电感和等效电容值决定。如 果可变电容Cv的变化范围从Cmin到Cmax, 则振荡器输出最小频率和最大频率分 别是： 1 o.min= (2.2) 2T/L(C ed +Cpar +Cmax) (2.3) 2TTL(Cwed+Cpar +Cmin) 对于可变电容来说，其能达到的最大电容值与最小电容值的比值不会超过一 个极限值a: Cmax<a (2.4) foma=2TL(C+Cpa+CmaC+Cpr+Cmax) C< (2.5) fomn2T√L(C+Car+Cmn)√c+Cpar+Cmn)VC min 可以看出，如果仅仅使用单一类型的可变电容，压控振荡器的最高与最低频 率比值会有一个极限。以SMIC0.18μn CMOS工艺库为例，其AMOS可变电容 最大与最小电容比值约为4，则用此类型可变电容设计的电感电容压控振荡器最 高与最低频率的比值不会超过2。因此，很难用此类型可变电容设计频率覆盖范 围超过50%的振荡器。 2.2.2振荡幅度 不同于理想电路特性，实际片上电感电容都存在串联电阻，图2.1中电感电 容压控振荡器的等效电路可以化为图2.2()所示，C,L分别为接在输出节点P1, P2上的总等效电容和电感。等效电感串联电阻和电容串联电阻的能量损耗由差 分对管等效成的负阻-R来补偿。其中R和Rc分别为电感和电容的串联电阻，由 于片上电容的品质因数通常要远大于片上电感，电感电容谐振回路的能量损耗主 要由片上电感的串联电阻引起。根据电感和电容的串联-并联转换关系，图2.2() 可以转换成图2.2(b)的等效电路。 根据能量守恒和转换的理论，在谐振回路中，存储在电感中的最大能量应该 >第二章 电感电容压控振荡器 7 2.2 性能参数 2.2.1 频率覆盖范围 根据式(2.1)，可以知道振荡器的输出频率由等效电感和等效电容值决定。如 果可变电容 Cv 的变化范围从 Cmin到 Cmax，则振荡器输出最小频率和最大频率分 别是： 0,min fixed par max 1 f = 2π L(C +C +C ) (2.2) 0,max fixed par min 1 f = 2π L(C +C +C ) (2.3) 对于可变电容来说，其能达到的最大电容值与最小电容值的比值不会超过一 个极限值 α： max min C < α C (2.4) 0,max par max par max max 0,min par min par min min f 2π L(C+C +C ) (C+C +C ) C = = << α f C 2π L(C+C +C ) (C+C +C ) (2.5) 可以看出，如果仅仅使用单一类型的可变电容，压控振荡器的最高与最低频 率比值会有一个极限。以 SMIC 0.18μm CMOS 工艺库为例，其 AMOS 可变电容 最大与最小电容比值约为 4，则用此类型可变电容设计的电感电容压控振荡器最 高与最低频率的比值不会超过 2。因此，很难用此类型可变电容设计频率覆盖范 围超过 50%的振荡器。 2.2.2 振荡幅度 不同于理想电路特性，实际片上电感电容都存在串联电阻，图 2.1 中电感电 容压控振荡器的等效电路可以化为图 2.2(a)所示，C，L 分别为接在输出节点 P1， P2 上的总等效电容和电感。等效电感串联电阻和电容串联电阻的能量损耗由差 分对管等效成的负阻-R 来补偿。其中 RL和 RC分别为电感和电容的串联电阻，由 于片上电容的品质因数通常要远大于片上电感，电感电容谐振回路的能量损耗主 要由片上电感的串联电阻引起。根据电感和电容的串联-并联转换关系，图 2.2(a) 可以转换成图 2.2(b)的等效电路。 根据能量守恒和转换的理论，在谐振回路中，存储在电感中的最大能量应该