关键词:
薄膜体声波谐振器
振荡器
低功耗
相位噪声
摘要:
薄膜体声波谐振器(FBAR)是一种薄膜体声波谐振微机电系统(MEMS)器件,其与振荡电路相结合,可以将大气环境中的湿度、气压等信息转化为高频振荡信号,作为环境参数的度量。振荡电路是FBAR检测系统的关键,针对实际应用中FBAR品质因数较低,导致频率检测电路功耗大、相位噪声特性差的特点,比较了3种频率检测方案,包括现有的Pierce振荡器、环形振荡器,以及提出的改进交叉耦合振荡器。3种振荡器分别采用不同的方法来优化其关键技术指标,通过比对,为进一步的检测系统设计提供帮助。本文所采用的FBAR谐振器品质因数为205.5,采用SMIC0.18μm CMOS工艺设计振荡电路,所设计的3种振荡器功耗分别是26.3 mW,0.382 mW,4.32 mW,在1 MHz频偏时的相位噪声分别是-111 dBc/Hz,-152 dBc/Hz,-126 dBc/Hz,交叉耦合振荡器能满足高精确度的环境变量测量、交叉耦合结构要求。