Кольцевой генератор с цифровым управлением и широким диапазоном перестройки

В статье предложены два кольцевых генератора с цифровым управлением DRO (digitally-controlled ring oscillator), имеющих сходную структуру, но различные конструктивные ячейки. Предлагаемые DRO состоят из 5 каскадов, причем каждый каскад содержит 10 параллельных элементов задержки. Кроме того, каждый каскад содержит две части для точной и грубой подстройки выходной частоты. Предлагаемые конструкции обладают широким частотным диапазоном и генерируют сигнал высокой частоты. Частотный диапазон первого DRO изменяется от 1,566 до 20,25 ГГц (92,6%), а частотный диапазон второго DRO изменяется от 2,218 до 22,86 ГГц (90,31%). Если рассматривать все возможные цифровые коды для каскадов точной и грубой подстройки, потребляемая мощность первого DRO изменяется от 1,1 до 13,64 мВт, тогда как мощность второго DRO изменяется от 144,1 мкВт до 1,76 мВт. Фазовый шум первого DRO при центральной частоте 20,25 ГГц и сдвиге частоты 1 МГц составляет –76,24 дБн/Гц, а при сдвиге частоты 10 МГц, указанный фазовый шум составляет –104 дБн/Гц. Фазовый шум второго DRO при центральной частоте 22,86 ГГц и сдвиге частоты 1 МГц составляет –66,64 дБн/Гц, а при сдвиге частоты 10 МГц, указанный фазовый шум составляет –95,39 дБн/Гц. В этой работе осуществлялось моделирование предлагаемых генераторов в программном пакете Cadence при использовании 65нм CMOS технологии компании TSMC и напряжении питания 1,2 В.