Design and simulation of multicore LC-VCO
Abstract
This paper reports 2.64–6.72 GHz multicore CMOS LC Voltage Controlled Oscillator (VCO) designed in 65 nm RF CMOS technology. The three cores of switched capacitor array provides wide LC-VCO tuning range. With 1.8 V supply voltage and 40°C temperature, simulation results show that the tuning range is from 2.64 GHz to 6.72 GHz, while average phase noise value across the entire tuning range is (–131.1) dBc/Hz. Power dissipation average is only 22,9 mW. Output signal amplitude varies from 1.34 V to 2.26 V. Startup time varies from 5.97 ns in highest frequency and 2.76 ns in lowest frequency. Figure of merit FOMT – (–209,73) dBc/Hz, extended figure of merit FOMTT – (–209,05) dBc/Hz. Proposed LC-VCO can be used in modern multi-standard wireless applications.
Article in Lithuanian.
Trikontūrio LC įtampa valdomo generatoriaus projektavimas ir modeliavimas
Santrauka
Straipsnyje pateikiamas trikontūrio LC įtampa valdomo generatoriaus (LC-ĮVG) projektavimas ir pagrindinių parametrų kompiuterinio skaičiavimo rezultatai. Trikontūris LC-ĮVG suprojektuotas naudojant 65 nm technologinio žingsnio aukštadažnę septynių metalų KMOP integrinių grandynų gamybos technologiją. Projektuoti ir modeliuoti naudotas „Cadence IC“ integrinių grandynų projektavimo ir modeliavimo programinis paketas. Induktyvumo ritė parinkta taip, kad suprojektuotas LC-ĮVG veiktų plačiame dažnių derinimo ruože nuo 2,64 iki 6,72 GHz. Norint pasiekti didžiausią induktyvumo ritės kokybę, kontūras suprojektuotas septintame technologiniame metale, naudojant tik vieną kontūro sūkį. Suprojektuoto trikontūrio LC-ĮVG modeliavimo rezultatai yra šie: dažnio valdymo ruožas kinta nuo 2,64 GHz iki 6,72 GHz; fazės triukšmas kinta nuo –128,8 dBc/Hz iki –132,1 dBc/Hz; vartojamoji galia kinta nuo 20,31 mW iki 25,48 mW; startavimo laikas kinta nuo 2,76 ns iki 5,97 ns; išėjimo signalo amplitudė kinta nuo 1,34 V iki 2,26 V; induktyvumo ritės kokybė kinta nuo 20,15 iki 31,04. Apskaičiuotas FOMT rezultatas –209,73 dBc/Hz.
Reikšminiai žodžiai: įtampa valdomas generatorius, integriniai grandynai, KMOP IG technologija, lustai.
Keyword : CMOS technology, integrated circuits, LC-VCO, nano electronics
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
References
Best, R. (2007). Phase locked loops: design, simulation, and applications (6th ed.) (490 p.). New York: McGraw-Hill Professional.
Cornetta, G., Santos, D. J., & Vázquez, J. M. (2012). Design issues for multi-mode multi-standard transceivers. Wireless radio-frequency standards and system design (29 p.). Advanced Techniques. https://doi.org/10.4018/978-1-4666-0083-6.ch010
Dixit, M., Shrivastava, S. C., & Dixit, P. (2015, February). A 5–5.47 GHz LC-VCO using varactor configuration in 0.18 um CMOS. Proceedings of the 2nd International Conference on Signal Processing and Integrated Networks (SPIN 2015) (pp. 87-89). Noida, India.
Mačaitis, V. ir Barzdėnas, V. (2014). Aukštadažnių, 65 nm KMOP technologijos, LC įtampa valdomų generatorių projektavimas ir tyrimas. Mokslas – Lietuvos ateitis: Elektronika ir elektrotechnika, 6(2), 198-201. Vilnius: Technika.
Mačaitis, V. ir Navickas, R. (2015, April). CMOS technology based LC VCO review. Proceedings of the Open Conference of Electrical, Electronic and Information Sciences (eStream 2015) (pp. 1-4). Vilnius, Lithuania.
Wang, T. P., Wang, S. Y. (2013, June). A low-voltage low-power low-phase-noise wide-tuning-range 0.18-μm CMOS VCO with high-performance FOM T of −196.3 dBc/Hz. Proceedings of the IEEE/MTT-S International Microwave Symposium (MTT 2013) (pp. 1-4). Seattle, USA.