JSSC 2013第2期Clocking & PLLs0.18μm CMOSVCO

Class-C VCO With Amplitude Feedback Loop for Robust Start-Up and Enhanced Oscill

提出一种具有振幅反馈环的Class-C VCO，实现稳健启动和增强振荡。

相位噪声125 dBc/Hz @ 1MHz偏移，功耗3.4 mW，振荡频率4.84 GHz

Class-C VCO振幅反馈稳健启动振荡增强相位噪声

▸稳健启动机制：采用传统交叉耦合LC-VCO作为初始启动结构，通过负反馈确保振荡器在低功耗条件下可靠启动，解决了Class-C VCO启动困难的问题（方法创新）。

▸自动转换为Class-C模式：通过振幅反馈环路在稳态时自动切换工作模式，既保留了启动可靠性，又实现了Class-C的高效率特性，相位噪声优化至125 dBc/Hz@1MHz（系统级创新）。

▸振幅稳定性增强：引入动态偏置控制技术，通过实时监测振荡幅度调节晶体管偏置点，使振幅波动降低40%，FoM提升至193 dBc/Hz（电路创新）。

▸混合模式噪声优化：结合交叉耦合与Class-C模式的协同工作，在4.84GHz下实现3.4mW超低功耗，同时保持1MHz偏移处优异的相位噪声性能（跨层级创新）

Abstract

We propose a feedback class-C voltage-controlled oscillator (VCO) that has robust start-up and a large oscillation amplitude. It initially starts oscillating as a conventional cross-cou- pled LC-VCO for robust start-up and subsequently transforms automatically into an amplitude-enhanced class-C VCO when it reaches steady-state to give impr oved noise performance. Detailed analysis of the start-up condition s, enhanced oscillation swing, and amplitude stability provides valuable insight into osci