摘要 无线通信技术和CMOS工艺的迅速发展使得越来越多的单片集成射频系统 成为可能，而应用于数字高清电视的射频电视调谐器正是其中之一。同时，适逢 全世界数字电视产业的飞速发展，电视调谐器系统的单片集成技术更是得到了广 泛的关注和深入的研究。 压控振荡器作为频率综合器的关键组成部分，对锁相环的频率覆盖范围、相 位噪声、功耗等重要性能都有直接影响，是电视调谐器系统的重要模块。本文研 究了电感电容压控振荡器的电路理论与实现方法，并进一步针对调谐增益性能的 优化设计了应用于数字电视调谐器的宽带压控振荡器。 首先，从电视调谐器系统架构得出宽带压控振荡器的性能指标要求，初步分 析了电路设计的难点。接着，对基本的电感电容压控振荡器进行分析，研究了振 荡器的基本结构和工作原理。在此基础上，介绍了压控振荡器的主要性能指标如 频率范围、相位噪声、调谐增益的理论分析，为压控振荡器的分析和设计提供了 初步的理论基础。 其次，研究了宽带压控振荡器的设计与优化。从介绍宽频率范围对压控振荡 器性能的影响入手，进而分析了宽带压控振荡器设计中针对各性能指标的优化方 法。在此基础上，着重对调谐增益性能与频率的关系进行了分析，并对目前已有 的优化调谐增益方法作了总结。 随后，作为本文的工作重点，设计了应用于数字电视调谐器的宽带压控振荡 器。提出了一种采用开关可变电容阵列稳定调谐增益的宽带压控振荡器的设计方 法。该电路在利用开关固定电容阵列降低调谐增益的同时，还采用了开关可变电 容阵列来调整等效可变电容的大小，以达到稳定调谐增益的目的： 最后，通过两次流片测试验证了电路的基本理论和设计方法的正确性。文中 详细介绍了芯片版图设计、测试等环节需要考虑的细节问题。总结了该电路的优 缺点和设计极限，并与其他设计进行了比较。测试结果显示芯片各项指标己经基 本满足了电视调谐器的系统要求。 关键词：宽带压控振荡器，调谐增益，电视调谐器，片上电感， 中图分类号：TN4 IIII 摘要 无线通信技术和CMOS工艺的迅速发展使得越来越多的单片集成射频系统 成为可能，而应用于数字高清电视的射频电视调谐器正是其中之一。同时，适逢 全世界数字电视产业的飞速发展，电视调谐器系统的单片集成技术更是得到了广 泛的关注和深入的研究。 压控振荡器作为频率综合器的关键组成部分，对锁相环的频率覆盖范围、相 位噪声、功耗等重要性能都有直接影响，是电视调谐器系统的重要模块。本文研 究了电感电容压控振荡器的电路理论与实现方法，并进一步针对调谐增益性能的 优化设计了应用于数字电视调谐器的宽带压控振荡器。 首先，从电视调谐器系统架构得出宽带压控振荡器的性能指标要求，初步分 析了电路设计的难点。接着，对基本的电感电容压控振荡器进行分析，研究了振 荡器的基本结构和工作原理。在此基础上，介绍了压控振荡器的主要性能指标如 频率范围、相位噪声、调谐增益的理论分析，为压控振荡器的分析和设计提供了 初步的理论基础。 其次，研究了宽带压控振荡器的设计与优化。从介绍宽频率范围对压控振荡 器性能的影响入手，进而分析了宽带压控振荡器设计中针对各性能指标的优化方 法。在此基础上，着重对调谐增益性能与频率的关系进行了分析，并对目前已有 的优化调谐增益方法作了总结。 随后，作为本文的工作重点，设计了应用于数字电视调谐器的宽带压控振荡 器。提出了一种采用开关可变电容阵列稳定调谐增益的宽带压控振荡器的设计方 法。该电路在利用开关固定电容阵列降低调谐增益的同时，还采用了开关可变电 容阵列来调整等效可变电容的大小，以达到稳定调谐增益的目的。 最后，通过两次流片测试验证了电路的基本理论和设计方法的正确性。文中 详细介绍了芯片版图设计、测试等环节需要考虑的细节问题。总结了该电路的优 缺点和设计极限，并与其他设计进行了比较。测试结果显示芯片各项指标已经基 本满足了电视调谐器的系统要求。 关键词：宽带压控振荡器，调谐增益，电视调谐器，片上电感， 中图分类号：TN4