一种应用于高速锁相环的宽锁定范围注入锁定分频器

针对传统的注入锁定分频器锁定范围较窄的问题,提出了一种用于毫米波锁相环的注入锁定分频器.基于55 nm CMOS工艺,设计了一种宽锁定范围的二分频注入锁定分频器.提出分布式差分注入的方式,增强注入电流与注入效率,采用高阶变压器作为谐振腔,在不使用调谐机制的条件下,有效增大了分频器的锁定范围.此外,还对传统buffer的结构进行改进,增强谐波抑制能力,保持了较宽的锁定范围.电路仿真结果表明,提出的分频器电路在0 dBm注入功率下可在22.8～36.3 GHz频段内完成二分频功能,达到45.7％的锁定范围,电路的功耗为3.54 mW(不含buffer).     

应用在Ku波段的低功耗宽锁定范围CMOS注入锁定分频器

提出了一种应用在Ku波段的注入锁定分频器.该注入锁定分频器采用基于电流复用技术的振荡器结构,其功耗为传统结构的一半;采用直接注入锁定结构,减小了寄生电容,在不牺牲功耗的前提下,提高了注入效率,解决了在传统的尾电流注入锁定分频器中存在的锁定范围和功耗的折中问题;采用正向衬底偏置技术进一步增大了分频器的锁定范围;采用2位固定电容阵列和可变电容扩展工作频率范围,克服了工艺偏差.该注入锁定分频器采用TSMC 0.13μm CMOS工艺进行设计,电源电压1.2V,功耗仅1.44mW.仿真结果表明,在输入信号功率为0dBm时,锁定范围为4.95GHz,工作范围从13.50～18.45GHz.     

应用于高频低功耗系统的1.2V10GHz注入锁定分频器

设计了一个高频低功耗的注入锁定二分频器.该分频器通过将输入信号注入到LC振荡器的二次谐波点来实现注入锁定并对输入信号二分频.电路采用TSMC 0.18μm RF-CMOS工艺设计,分频器可以将幅度为300 mV的输入信号在8.6~11.2 GHz频率范围内进行二分频.在1.2 V的电源电压下,分频器核心电路的功耗为1.3 mW.该分频器可以被用于光电收发机以及其他高频低功耗系统.     

应用于时分复用无源光网络上行信号的光功率均衡器

研究了利用光注入锁定法布里-珀罗激光器(FP-LD)进行时分复用无源光网络(TDM-PON)上行信号的光功率均衡.通过二次光注入锁定FP-LD实现上行信号功率均衡,由一外部单纵模激光注入锁定光网络单元(ONU)上行信号的输出波长,光谱稳定的上行光注入锁定位于光线路终端(OLT)的功率均衡器FP-LD.本功率均衡器可以使上行光功率由-10～-25dBm的功率变化量变为1.2dB最大功率变化量.并测试功率均衡器对上行光信号传输品质影响.     

低相噪、低功耗连续调谐双核压控振荡器

采用GF 55 nm CMOS工艺,设计一种可应用于调频连续波(Frequency Modulated Continuous Wave,FMCW)雷达系统中的低相噪、低功耗连续调谐双核电感电容压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO).该VCO通过三线圈变压器将两个振荡核心和缓冲放大器相互耦合.通过双核耦合结构实现了低相位噪声,同时也保证了较宽的连续频率调谐范围.采用电流复用技术,将缓冲放大器通过中心抽头变压器与核心电路耦合,大幅降低了由双核结构引起的高功耗,同时为电路提供了较高的输出功率,解决了双核耦合VCO的质量因数(Figure of Merit,FoM)普遍较差的问题.后仿结果表明,该VCO实现了28 G～32 GHz的13%的连续频率调谐范围,相位噪声在1 MHz偏移下低至-105 dBc·Hz-1.在1. 2 V电源电压下,包括缓冲放大器在内的总直流功耗仅为13. 5 mW,输出功率可达4. 5 dBm.电路实现了183 dBc·Hz-1的FoM.     

GHz VCO分析与设计

设计了一种用途广泛的VCO电路结构。所设计的VCO电路采用负阻差分振荡器的基本结构,主要对该电路进行了功耗分析,同时也对相位噪声、调谐范围、频率稳定性等方面进行了探讨。设计中采用电源电压为3.3 V,中心振荡频率约为2.44 GHz,21%的调谐范围,以及符合DCS-1800标准的低的相位噪声,重点是达到了较低的功耗。     

一种用于频率合成器的双极型晶体管VCO的分析与设计

在VCO设计中，以确保稳定振荡和一定的调谐带宽为基本出发点，确定适当的电路组态。振荡器的电路拓扑以变容二极管为中心的电抗补偿网络作为调谐网络接于晶体管的基极，采用射极跟随的方式输出。在集电极端接一段开路微带线引入极间反馈，通过对极间反馈量的调整来实现帮助起振、变化功率和微调频率。     

应用于WSN的0.5 V 4.8 GHz CMOS LC VCO设计

为设计一个可应用于无线传感网的0.5 V 4.8 GHz CMOS LC压控振荡器,采用传统差分负阻结构的电感电容VCO核心电路,添加开关电容阵列增大VCO的调谐范围,利用升压电路和反相器的组合提高控制信号产生电路的性能,通过调节负阻管的宽长比等方法来优化VCO的相位噪声性能,保证VCO能在0.5 V的低供电电压下稳定工作,相位噪声达到-119.3 dBc/Hz@1 MHz,VCO的频率调谐范围为4.3~5.3 GHz,相位噪声小于-115 dBc/Hz@1 MHz,最低可达-121.2 dBc/Hz@1 MHz,核心电路电流约为2.6 mA,满足无线传感网的应用要求。     

高功率太赫兹基波压控振荡器设计

基于55 nm CMOS工艺提出了一款具有高输出功率的太赫兹基波压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO).设计采用堆叠结构来克服单个晶体管供电电压受限导致输出摆幅较低的问题来有效提高了输出功率.依据单边化技术在核心晶体管的栅漏之间嵌入自馈线来调整栅漏之间的相移和增益以最大化晶体管在期望频率下的可用增益,从而提高晶体管的功率输出潜力.提取版图寄生后的仿真结果表明:在2.4 V供电电压下,VCO的输出频率范围为200.5 GHz～204.4 GHz,电路峰值输出功率为3.25 dBm,在1 MHz的频偏处最优相位噪声为-98.7 dBc/Hz,最大效率为8.1％.包括焊盘在内的版图面积仅为0.18 mm2.此次工作实现了高输出功率并具有紧凑的面积,为高功率太赫兹频率基波VCO设计提供了一种设计思路.     

一种基于Class-C LC-tank的低压2分频注入锁定分频器（英文）

提出了1种基于0.18μm CMOS工艺的低压低功耗、宽锁定范围、低复杂度的2分频直接注入锁定分频器.该分频器采用Class-C的LC-tank架构来降低电源电压,同时改善LC振荡器的起振情况.此外还采用双端注入混频技术来扩大锁定范围.仿真结果表明该分频器有很好的混频性能,且分频器核心电路(不包括输出buffer)在800 m V电源电压下的功耗仅为0.91 m W.在注入信号的功率为0 d Bm时,该分频器在没有任何调谐单元时的锁定范围为6.4-8.5 GHz.     

激光注入锁定技术压缩线宽的研究

本文采用多模激光振荡的半经典理论,分析了在注入锁定时腔内各纵模与注入信号间的作用关系.用连续的Nd:YAG激光器产生的单纵模激光信号,注入高增益调Q非稳腔激光器中,实现了注入锁定,获得了脉宽为20ns、峰值功率为10.5MW的傅立叶变换极限的单纵模激光输出.     

法布里-珀罗半导体激光器的波长连续可调光脉冲生成技术研究（英文）

文章论述了基于注入锁定增益开关调制法布里-珀罗半导体激光器(FP-LD)的波长连续可调脉冲生产技术.包括两方面的内容:1自激注入锁定FP-LD系统以获得波长连续可调脉冲输出,在48 nm波长范围获得37 dB以上的边模抑制比(SMSR),重复频率为2.5 GHz;2带有波长选择反馈环的外注入锁定FP-LD系统以获得波长连续可调脉冲输出.在20.4 nm的波长调节范围内获得31 dB以上的边模抑制比(SMSR).系统结构简单,可工作在任意重复频率上.     

一种新颖的正交输出伪差分环形VCO的设计

设计了一种基于标准0.18 μm CMOS工艺的4级延迟单元的全差分环形压控振荡器.提出了一种新颖的环形振荡器电路结构,通过结合控制耦合强度与改变负载电阻值的方法,改善了单一技术在有限的电压范围内的调谐线性度,实现整个电压范围内的高调谐线性度;采用双通路技术提高了振荡频率,同时运用交叉耦合正反馈减少输出电平翻转时间,改善相位噪声特性,提高性能.后仿真结果表明,在电源电压为1.8V时,VCO的中心频率为2.8 GHz,核心电路的功耗为18.36 mW,调谐范围为2.05 GHz～3.35 GHz,当频率为2.8 GHz时,相位噪声为-89.6 dBc/Hz@1 MHz.     

基于阳极恒流技术提高S波段磁控管输出特性的研究

针对微波加热、微波化学、微波功率合成等领域对S波段磁控管性能提升的需求,开展了基于阳极恒流供电提高磁控管输出特性的研究,实现对磁控管输出信号质量的改善.基于磁控管频率推移效应与注入锁定理论,实现了对磁控管注入锁频性能的提升.通过对磁控管阳极电流纹波的抑制,磁控管自由振荡频率范围减少了30％,功率波动由5.5％降低至2....     

新型CMOS注入锁定振荡器电路的设计

设计了一种新型ＣＭＯＳ注入锁定振荡器电路，它是一个由差分比较器和一串反相器所构成的变型环形振荡器。该振荡器的注入锁定特性是基于差分比较器的相移作用。它不仅是有良好的小信号自适应带宽特性，而且还能实现相干相位同步，它的一些基本特征类似于一阶锁相环。分析论证了它的基本原理及特性，并讨论了计算机电路模拟的结果。     

一种应用于K波段的宽锁定范围的CMOS注入锁定三倍频器

对传统的注入锁定三倍频器(ILFT)进行改进,提出了一种应用于K波段的注入锁定三倍频器,该注入锁定三倍频器在传统结构的基础上加上两个旁路电流源,在不牺牲功耗的前提下,提高了三次谐波的注入效率,解决了传统结构中存在的锁定范围和功耗的折中问题.该注入锁定三倍频器采用TSMC 130nm工艺进行设计,电源电压1.2V,仿真结果表明在输入信号功率为2dBm时,锁定范围为5.1 GHz,工作范围是21.0~26.1GHz,最大功耗为7.8mW.     

新型单模半导体激光器实验教学中的关键基础问题讨论

半导体激光技术是光学工程硕士研究生的核心专业课程,在掌握激光原理的理论基础知识之上,进行实验研究是十分关键的一个环节,而在半导体激光器的研究与开发中,单模法布里-珀罗半导体激光器是最近几年才发展起来的一种新型结构的激光器.笔者对此新型单模半导体激光器件的基本结构和工作原理做介绍,多模激光器在内置反馈外腔的作用下,由于强烈的模式竞争,很容易实现激光器输出具有较高边摸抑制比的单模激光谱,输出的单模激光随激光器操作温度发生漂移.对学生在实验研究过程所遇到的注入锁定行为的关键物理问题做详细的探索性分析和讲解.注入功率和波长失谐是促使激光器发生注入锁定行为的2个重要参数,随波长失谐的增加,使激光器发生注入锁定行为的阈值功率也将被提高,注入功率越高,使激光器发生锁定行为的波长失谐范围也越大.     

新型单模半导体激光器实验教学中的关键基础问题讨论

半导体激光技术是光学工程硕士研究生的核心专业课程,在掌握激光原理的理论基础知识之上,进行实验研究是十分关键的一个环节,而在半导体激光器的研究与开发中,单模法布里-珀罗半导体激光器是最近几年才发展起来的一种新型结构的激光器。笔者对此新型单模半导体激光器件的基本结构和工作原理做介绍,多模激光器在内置反馈外腔的作用下,由于强烈的模式竞争,很容易实现激光器输出具有较高边摸抑制比的单模激光谱,输出的单模激光随激光器操作温度发生漂移。对学生在实验研究过程所遇到的注入锁定行为的关键物理问题做详细的探索性分析和讲解。注入功率和波长失谐是促使激光器发生注入锁定行为的2个重要参数,随波长失谐的增加,使激光器发生注入锁定行为的阈值功率也将被提高,注入功率越高,使激光器发生锁定行为的波长失谐范围也越大。     

片上谐振时钟阵列耦合特性分析

提出了一种基于层次化无缓冲谐振时钟网络的耦合时钟阵列结构,能够有效分布全局时钟,并实现局部时钟网络的频率及相位锁定.基于耦合振荡器理论,详细分析了耦合网络的电压幅值、频率锁定及耦合网络带宽特性,并通过SPICE模拟,对影响谐振时钟阵列耦合特性的关键因素进行了研究,包括时钟负载差异、能量补偿单元、以及耦合网络等.模拟结果表明,谐振时钟阵列具有较宽的频率锁定范围,在耦合特性发生变化的情况下,全局时钟偏斜最大为21 ps,小于时钟周期的2%.     

一种新型低压低功耗伪差分环形压控振荡器设计

基于交叉耦合技术提出了一种新型低压低功耗伪差分环形压控振荡器(VCO).电路整体包括新型伪差分环形压控振荡器、输出整形缓冲(buffer)电路两个部分.在VCO电路中采用了尾电流源控制的反相器为基本延时单元,实现了一种新型低压低功耗伪差分环形振荡器设计,并采用线性化技术改善调节线性度.利用输出buffer对VCO输出波形进行整形,消除了这种结构下输出摆幅受到尾电流源影响而不能达到轨到轨摆幅的限制.基于0.13μm标准CMOS工艺,利用cadence spectre进行仿真验证,前仿真结果表明在电源电压为1.2V时,该VCO相位噪声为-100.58dBc/Hz@1 MHz,功耗为0.92mW,在0.45~1V的电压范围内,频率调谐范围宽达0.303~1.63GHz,具有非常好的调节线性度,在电源电压为1V时仍然能正常工作.