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CMOS环形振荡器相位噪声仿真分析.pdf
维普资讯
24 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 2008年 第27卷 第9期
CMOS环形振荡器相位噪声仿真分析
谭晓昀,周贤中,刘晓为
(哈尔滨工业大学MEMS中心,黑龙江 哈尔滨 150001)
摘 要:通过分析环形振荡器的一阶线性模型,得到环形振荡器相位噪声的功率谱的近似表达式。为了
分析相位噪声的时域特征,引进谱综合法,并利用快速傅立叶变换(FFr),求出了相位噪声的时域采样信
号。并进一步分析了相位噪声的采样信号的自相关序列,发现相位噪声是一个长记忆过程,具有非平稳的
特征。采用Yule.Walker功率谱估计法,分析了相位噪声的采样信号的功率谱密度,其仿真结果进一步验
证了理论分析结果。
关键词:环形振荡器;相位噪声;功率谱估计
中图分类号:TN212.1 文献标识码:A 文章编号:1000--9787(2008)09--0024一o3
NSiimmuullaati3{IInaannddaannaally3sisOoflCCMM OStan‘gosc:iillllaattoorrss
phasenoise
TAN Xiao—yun,ZHOU Xian—zhong,LIU Xiao—wei
(MEMSCenter,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)
Abstract:Thepowerspectralexpressionofphasenoiseinringoscillatorisobtainedbyanalyzingtheoneorder
linearmodelofringoscillator.Inordertoanalyzethecharacterofphasenoiseintimedomain,spectralsynthesis
methodisintroduced.Thesamplingsignal ofphasenoiseintimedomain isobtainedbyfastFouriertransform
(FFTr)algorithm.Theautocorrelationsequenceofthesamplingsingalofphasenoiseisnaalyzed,whichimplies
thatthephasenoiseisalongmemoryprocesswith nonstablechraacter.Andthenthepowerspectral densityof
samplingsignal ofphasenoise isanalyzed byYule—Walkerpowerspectral density estimationmethod.The
simulationresultvalidatesthetheoreticallyanalyzedresultfurther.
Keywords:ringoscillators;phasenoise;powerspectralestimation
0 引 言 环形振荡器的噪声行为 。Hajimiri和 Lee提出了利用冲
环形振荡器是应用最广泛的一种集成 电路。因为环形 击敏感函数 (impulsesensitivityfunction,ISF)分析振荡器相
振荡器很容易集成,所 以,环形振荡器 已经成为很多数字和 位噪声,ISF定量描述了在振荡器的某个节点和某个具体
通信系统中的的重要组成模块。同时,环形振荡器作为一
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