- 文献综述（或调研报告）：
20世纪初期，Hartley对Armstrong发明的电子管振荡器进行了改进，成功研发出电子管VCO。通过改变振荡器中电容器或电感器的参数可以调节电子管VCO的振荡频率[1]。由于频率调节范围较宽且容易实现，电子管VCO很快在射频发射机中得到了广泛普及。当时很多科学及对电子管VCO进行了大量研究，提出的Hartley等典型振荡器结构至今仍在沿用。20世纪中叶，晶体管的问世，特别是变容二极管的出现，给VCO的发展带来了技术变革。晶体管与电子管相比具有成本低、功耗低、体积小等优点，因而迅速取代了电子管成为振荡电路的有源器件。1960年到1980年期间，采用晶体管、变容二极管等器件设计的晶体管VCO在电子系统设计中得到了大量应用。1980年后，随着半导体工艺技术的发展和无线市场的需求，混合集成VCO组件以及单片VCO相继出现，VCO开始迈入现代VCO技术的发展时期。20世纪80年代末，90年代初，移动电话市场快速膨胀，巨大的需求极大推进了带封装和引线的VCO组件的发展。随着无线应用领域的发展，各VCO组件提供商开发了应用于不同频段的产品。蜂窝电话等新型移动通讯设备的要求促进了新开发的VCO组件尺寸向小型化发展。20世纪80年代末期，出现了单片集成VCO,这是一种将全部电路元件集成到同一芯片的半导体集成电路器件，其尺寸更小、成本更低而迅速得到人们的广泛关注。起初的单片集成VCO均采用GaAs工艺以及单片微波集成电路制造，造价高昂，主要应用于雷达探测系统和卫星接收机等军事领域。此时的Si工艺晶体管由于工作频率较低，还不能达到单片集成VCO的高工作频率和所需带宽的要求。可喜的是，经过科学家的研究，采用Si工艺技术成功开发了高工作频率的晶体管，变容二极管和高品质因数的电感器和电容器，为日后高频Si单片集成VCO的发展夯实了基础。[10]
发达国家和地区对单片集成VCO的研究工作起步较早，各知名院校、实验室和IC设计公司投入大量人力物力财力从事这方面工作，并取得了巨大成果，IBM、Broadcom、Maxim、Phillips、TI等多家公司已经推出了各自的集成VCO锁相芯片。2001年比利时鲁汶大学的Wouter De Cock等人采用0.25um standard CMOS工艺设计了10GHz的压控振荡器，相位噪声-127dBc/Hz@3MHz,功耗为50mW；2004年新加坡南洋理工大学的Lin Jia等人采用CSM 0.18um CMOS工艺流片测试了10GHz的压控振荡器，功耗为5.8mW，相位噪声-89dBc/Hz@100kHz；2005年台湾交通大学的Shih-Hao Tarng等人采用TSMC 0.18um CMOS工艺设计了10GHz的压控振荡器，频率调谐范围为7.3%，相位噪声为-103.44dBc/Hz@1MHz，功耗为4mW；2010年台湾国立云林科技大学的Meng-Ting Hus等人采用的TSMC 0.18umCMOS工艺流片测试了10GHz的压控振荡器，频率调谐范围为600MHz，相位噪声-106.9dBc/Hz@1MHz,功耗2.88mW；2014年加拿大麦吉尔大学的Omar Abdelfattah等人基于65um CMOS工艺设计了频率调谐范围为5.5-10.2GHz的压控振荡器，起频率调谐范围高达58%，最差相位噪声-83dBc/Hz@1MHz，功耗11mW；2014年国立台湾科技大学的Wen-Cheng Lai等人采用TSMC 0.18um CMOS工艺流片测试了10GHz的压控振荡器，频率调谐范围为5.6%，相位噪声-97.52dBc/Hz@1MHz，功耗1.54mW。[11]
在国内，集成VCO还处于发展阶段。由于设计和制造工艺水平的限制，国内射频集成电路产品在可靠性、稳定性等方面的指标和国外存在较大的差距，很多芯片非常依赖进口。令人振奋的是国家越来越重视微电子产业在国家安全与国民经济中的作用，由其是2013年美国棱镜门事件使得中国政府更加重视芯片等外国技术元件的安全问题，大力扶持本土芯片产业的发展，不断加大对微电子行业的投入，在此背景下国内的研究取得了较大的发展，技术成熟、各种高性能的VCO设计不断涌现，中兴、华为、大唐电信等都有性能较优良的产品。2008年东南大学的王欢、王志功等人基于0.25um CMOS工艺设计了10GHz的压控振荡器，频率调谐范围为11.5%，相位噪声为-103.2dBc/Hz@1MHz，功耗为9.9mW；2012年东南大学的CHEN Ying-mei和WANG Hui等人采用IBM 90nm CMOS工艺设计并流片了8相输出的10GHz压控振荡器，频率调谐范围为1.8GHz，相位噪声达到-108.85dBc/Hz@1MHz，功耗17.4mW；2013年东南大学Jiang Jian和Fan Xiangning等人采用TSMC 0.18um CMOS工艺设计了4.48-6.52GHz的压控振荡器，整个频率调谐范围内相位噪声变化范围为-106.7—117.5dBc/Hz@1MHz,功耗变化范围为1.8-4.6mW。
振荡器的功能是提供特定频率的信号，其电路实现形式主要有两种：环形振荡器和电感电容谐振振荡器。环形振荡器的特点是振荡幅度比较大、占用芯片面积比较小，但其相位噪声性能比电感电容谐振振荡器差很多；尽管电感电容谐振振荡在相位噪声性能方面具有优异的表现，但是在低频时需要的电感值较大，占用很大的芯片面积。因此，环形振荡器主要用于较低频率的系统中，而在1GHz以上的振荡器则很少采用环形振荡器结构。
片上电感和可变电容是压控振荡器的关键器件。Nguyen和Meyer在1990年报告了硅集成电感的可行性。随着工艺技术的不断发展，片上螺旋电感的研究逐渐成为一个热点。大量的研究围绕电感的结构和工艺制备方面展开，并取得了很多成果。片上螺旋电感的主要结构有圆形、四边形、六边形以及八边形等结构，其中圆形结构的电感品质因子要优于其他结构。由于存在各种寄生效应，片上螺旋电感的品质因子普遍不高，大多在10以下。
大多数情况下，VCO的相位噪声是影响集成接收机灵敏度的最主要因素。[4]自1966年Leeson提出一种经验噪声模型以来，相位噪声理论得到了持久的发展和完善，其中Hajimiri和Lee提出的线性相位时变模型被认为是最合理的分析方法。该模型引入了分析振荡器相位噪声的脉冲灵敏度函数，通过对该函数的精确计算可以较好地预测振荡器的相位噪声。[
随着对LC-VCO相位噪声机制的不断研究，人们已经提出了多种降低LC-VCO相位噪声的技术与电路结构，例如，谐波调谐技术；大电容滤波技术；去尾电流技术；二次谐波滤波技术；差分调谐技术；带源级电感负反馈的尾电流源技术；源极电容耦合技术。
参考文献：
[1] Ali Mostajeran, Mehrdad Sharif Bakhtiar, and Ehsan Afshari. A 2.4GHz VCO with FOM of 190dBc/Hz at 10kHz-to-2MHz Offset Frequencies in 0.13um CMOS Using an ISF Manipulation Technique. [C]．In：Solid-State Circuits Conference - (ISSCC), 2015 IEEE International．San Francisco: ISSCC, 2015．1-3.
[2]Ali Hajimiri,Thomas H.Lee,The Design of Low Noise Oscilliaters[M],Kluwer Academic Pulishers,1999，31-77
以上是毕业论文文献综述，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
