The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
권호 표지

Design of Quadrature CMOS VCO using Source Degeneration Resistor

소스 궤환 저항을 이용한 직교 신호 발생 CMOS 전압제어 발진기 설계

  • Moon Seong-Mo (Department of Electrical & Computer Engineering University of Seoul) ;
  • Lee Moon-Que (Department of Electrical & Computer Engineering University of Seoul) ;
  • Kim Byung-Sung (School of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University)
  • 문성모 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부) ;
  • 이문규 (서울시립대학교 전자전기컴퓨터공학부) ;
  • 김병성 (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학과)
  • Published : 2004.12.01
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Abstract

A new schematic of quadrature voltage controlled oscillator(QVCO) is designed and fabricated. To obtain quadrature characteristic and low phase noise simultaneously, two differential VCOs are forced to un in quadrature mode by using coupling amplifier with a source degeneration resistor, which is optimized to obtain quadrature accuracy with minimum phase noise degradation. The designed QVCO was fabricated in standard CMOS technology. The measured performance showed the phase noise of below -120 dBc/Hz at 1 MHEz frequency offset, tuning bandwidth of 210 MHz from 2.34 GHz to 2.55 GHz with a tuning voltage varying form 0 to 1.8 V Quadrature error of 0.5 degree and amplitude error of 0.2 dB was measured with conjunction with low-lF mixer. The fabricated QVCO requires 19 mA including 5 mA in the VCO core part fiom a 1.8 V supply.

본 논문에서는 직교신호를 발생할 수 있는 새로운 구조의 전압제어 발진기를 설계 제작하였다. 정확한 직교 신호 특성과 낮은 위상잡음 특성을 동시에 얻기 위하여 결합 증폭기의 source단자에 저항 궤환을 이용하여 차동 발진기를 결합시켰다. 발진기는 0.18 um 표준 CMOS 공정을 이용하여 제작하였다. 제작한 발질기의 위상잡음 특성은 -120 dBc/Hz @ 1 MHz 0$\~$1.8 V 전압을 가변하였을 때, 2.34 GHz$\~$2.55 GHz의 210 MHz 주파수 가변을 얻었다. 또한 낮은 IF 주파수 혼합기와 결합하여 측정한 결과 직교신호의 위상 오차는 0.5도, 진폭 오차는 0.2 dB 이하를 보였다. 바이어스 전류는 1.8 V 공급전압에 대해 전압제어발진기의 Core 부분 5 mA를 포함하여 전체적으로는 19 mA를 요구한다.

Keywords

References

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