低相位噪声的数控晶体振荡器设计 Ycir+Yres 图2-7振荡器的负阻模型 1+1=0 (2.13) Zes+Z。=0 (2.14) ZresZcir 进一步推导有 Re(Zres+Zdr)=0 (2.15) Im(Zes +Zcir)=0 (2.16) 式(2.15)和(2.16)给出了谐振时的条件，谐振器的阻抗和电路阻抗之和为零。传 递函数分析法从幅度和相位角度描述振荡条件，阻抗分离法则从实虚部角度描 述了振荡条件。 针对不同的振荡电路，两种分析方法各有特点。基于反馈网络的传递函数 分析利用其相位平衡条件可以计算振荡频率，阻抗分离的分析方法可以快速得 到满足系统振荡的最小增益。 2.2.2CMOS晶体振荡器结构 晶体振荡器可以分为并联谐振和串联谐振两大类。串联谐振利用晶体在串 联谐振处的电抗为零，呈现短路特性，使电路满足振荡条件。并联谐振利用晶 体在并联谐振时呈现的感性特征，将其视作电感，从而和外部的电容构成电容 三点式振荡器。由于该等效电感具有极高的Q值，因此能获得频率纯净的振荡 信号。大部分晶体振荡器都采用电容三点式并联谐振以利用晶体的高Q值感 抗。 CMOS工艺下的单管有源器件足以提供有效的增益使晶振起振。事实上， 根据器件偏置的不同，交流接地点的不同，单管晶体振荡电路形成了如图2-8 所示的三种结构，分别称为Pierce,Colpitts和Santos结构。 Pierce结构中电容一端接地，频率调谐可以同时施加于C1和C2两个电容 阵列上，电路的实现相对简单。Pierce结构通常用一对偏置于饱和区的MOS 管反相器实现，由于反相器的AB类工作特性，电流正比于振荡幅度，因此会 10低相位噪声的数控晶体振荡器设计 10 图 2-7 振荡器的负阻模型 res cir 1 1 0 Z Z + = (2.13) res cir res cir 0 Z Z Z Z + = (2.14) 进一步推导有 Re( ) 0 Z Z res cir + = (2.15) res cir Im( ) 0 Z Z+ = (2.16) 式(2.15)和(2.16)给出了谐振时的条件，谐振器的阻抗和电路阻抗之和为零。传 递函数分析法从幅度和相位角度描述振荡条件，阻抗分离法则从实虚部角度描 述了振荡条件。 针对不同的振荡电路，两种分析方法各有特点。基于反馈网络的传递函数 分析利用其相位平衡条件可以计算振荡频率，阻抗分离的分析方法可以快速得 到满足系统振荡的最小增益。 2.2.2 CMOS 晶体振荡器结构 晶体振荡器可以分为并联谐振和串联谐振两大类。串联谐振利用晶体在串 联谐振处的电抗为零，呈现短路特性，使电路满足振荡条件。并联谐振利用晶 体在并联谐振时呈现的感性特征，将其视作电感，从而和外部的电容构成电容 三点式振荡器。由于该等效电感具有极高的 Q 值，因此能获得频率纯净的振荡 信号。大部分晶体振荡器都采用电容三点式并联谐振以利用晶体的高 Q 值感 抗。 CMOS 工艺下的单管有源器件足以提供有效的增益使晶振起振。事实上， 根据器件偏置的不同，交流接地点的不同，单管晶体振荡电路形成了如图 2-8 所示的三种结构，分别称为 Pierce，Colpitts 和 Santos 结构。 Pierce 结构中电容一端接地，频率调谐可以同时施加于 C1和 C2两个电容 阵列上，电路的实现相对简单。Pierce 结构通常用一对偏置于饱和区的 MOS 管反相器实现，由于反相器的 AB 类工作特性，电流正比于振荡幅度，因此会