Design of LC VCO for a frequency synthesizer for ZigBee communication standard

Abstract

[ES] Uno de los elementos más importantes que afecta el rendimiento de todo el sistema del sintetizador de frecuencia PLL es un oscilador controlado por voltaje (VCO). Para lograr la oscilación de VCO, se debe implementar un tanque LC compuesto por inductores y capacitores. Debido al hecho de que los inductores pasivos son caros, ocupan mucha superficie y necesitan ser estables a las emisiones electromagnéticas, se investigarán otras formas de implementar inductores. Dicho esto, una de las alternativas es implementar inductores activos, utilizando la estructura Gyrator-C. En comparación con sus homólogos pasivos, los inductores activos ocupan áreas pequeñas, son baratos y tienen factores de mayor calidad. Por otro lado, su rendimiento de ruido de fase es peor y requiere polarización, lo que conduce a un mayor consumo de energía de todo el sistema.

[EN] One of the most important elements that impacts the performance of the whole system of PLL frequency synthesizer is a voltage controlled oscillator (VCO). To achieve the oscillation of VCO, an LC tank composed of inductors and capacitors has to be implemented. Due to the fact that passive inductors are expensive, occupy a lot of area and need to be stable to electromagnetic emissions, other ways of implementing inductors will be researched. That being said, one of the alternatives is to implement active inductors, using Gyrator-C structure. Compared to their passive counterparts, active inductors occupy small areas, are cheap and have higher quality factors. On the other hand, their phase noise performance is worse and requires biasing, which leads to higher power consumption of the whole system.