← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2022第12期Clocking & PLLsPLLVCO
A Harmonic-Mixing PLL Architecture for Millimeter-Wave Application
提出一种用于毫米波应用的谐波混合PLL架构，实现低噪声合成器设计。
74-MHz参考频率，-250-dB PLL品质因数，88-fs rms抖动
毫米波PLL低噪声谐波混合VCO
▸创新点1：谐波混合合成器系统（系统创新）。通过谐波混合技术有效降低毫米波频段的相位噪声，解决了传统PLL在高频段因闭环增益过大导致的噪声恶化问题，显著提升系统整体性能。
▸创新点2：188-dB品质因数的毫米波VCO（电路创新）。采用新型振荡器设计实现超高品质因数，在毫米波频段（如74GHz）下兼顾低相位噪声（-250dB FoM）与高能效，突破现有VCO的性能瓶颈。
▸创新点3：扩展带宽至5MHz以抑制VCO噪声（方法创新）。通过优化环路带宽设计，将PLL带宽扩展至5MHz，有效抑制VCO近端噪声，同时避免Delta-Sigma调制器（DSM）噪声被f_VCO/f_ref增益放大，实现88-fs超低抖动。
▸创新点4：无Delta-Sigma噪声放大架构（系统创新）。创新性地规避传统分数N PLL中DSM噪声被频率比放大的问题，通过谐波混合直接合成目标频率，简化噪声传递路径，提升频谱纯度。
Abstract
A low-noise synthesizer design in the millimeter-
wave (mm-wave) range is complicated by the invariably large
closed-loop gain and the high operation frequency of the
voltage-controlled oscillator (VCO). To overcome these chal-
lenges, this work proposes a harmonic-mixing synthesizer system
with a 188-dB figure-of-merit mm-wave VCO. The synthesizer
extends the bandwidth to 5 MHz, thereby suppressing VCO noise.
Importantly, DSM is not amplified by the f
VCO/ fref gain of the
system. A prototype emp