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A Study of Phase Noise in CMOS Oscillators

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标签: 相位噪声

相位噪声

CMOS振荡器

CMOS振荡器

his    paper    presents    a    study    of    phase    noise    in    twoinductorless    CMOS    oscillators.    First-order    analysis    of    a    linearoscillatory    system    leads    to    a    noise    shaping    function    and    a    newdefinition  of  Q.  A  linear  model  of  CMOS  ring  oscillators  is  usedto  calculate  their  phase  noise,  and  three  phase  noise  phenomena,namely,    additive    noise,    high-frequency    multiplicative    noise,    andlow-frequency  multiplicative  noise,  are  identified  and  formulated.Based  on  the  same  concepts,  a  CMOS  relaxation  oscillator  is  alsoanalyzed.  Issues  and  techniques  related  to  simulation  of  noise  inthe  time  domain  are  described,  and  two  prototypes  fabricated  in  a  0.5-μm  CMOS  technology  are  used  to  investigate  the  accuracy  ofthe  theoretical  predictions.  Compared  with  the  measured  results,the  calculated  phase  noise  values  of  a  2-GHz  ring  oscillator  anda    900-MHz    relaxation    oscillator    at    5    MHz    offset    have    an    errorof    approximately    4    dB.

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