分数注入锁定的堆叠环形振荡器：首次实验验证

《IEEE Open Journal of Circuits and Systems》：Stacked Ring Oscillators with Fractional Injection Locking: First Experimental Validation

　　

摘要：

堆叠环形振荡器此前已通过仿真提出并评估，预测了通过供电电流注入锁定可实现相位噪声改善和分数倍频率操作。本文首次对该技术进行了实验验证，证明了锁定机制和所预测的相位噪声改善在硅上的可行性。通过在振荡器之间复用供电电流并分配可用电压，所提出的架构使得多个振荡器能够在共享偏置条件下同时以不同的分数倍频率运行。测量结果显示，在相关偏移频率范围内，两个振荡器的相位噪声改善最高可达 2.5 dBc/Hz，与版图后仿真结果高度一致。所实现的堆叠结构以紧凑的 0.004 mm2 面积产生了低 MHz 级的振荡频率（20 MHz）。此外，同步输出时钟证实了预期的分数倍锁定行为，使该方法在面向节能、多时钟、低 MHz 集成振荡器设计方面展现出广阔的应用前景。