求大神解答？VCO测试结果比后仿差很多

最近VCO流片回来，测试结果很糟糕，请大家帮忙分析一下
VCO核心电路图：     缓冲电路：

后仿tt工艺角，输出频率范围4.5-6.6GHz，相位噪声-107dBC/Hz至-117dBC/Hz。
测试结果，输出频率4.3-6.9GHz，相位噪声-70dBC/Hz至-80dBC/Hz。
为什么测试频率比后仿的频率更高?后仿中没有考虑的寄生电感和电容怎么没有起作用?相位噪声为什么这么差?现在无法确定主要原因是测试方法还是电路设计或者版图上的问题。此外，测试时只在Vtune端外接滤波电容。请大家畅所欲言，不管是测试方法还是电路设计上的问题。谢谢~

tuning range 和 其他参数都是trade off的。 你tuning range 比 spec大出一些，说明你的实际有效电感值要比理论值小。L/C决定phase noise的表现，所以你的pn变差。L3 C6是否准确在2倍频共振也需要考虑。增加电感面积，增加switch开启电压。因为可能出现问题的地方太多了，只能说一点个人意见。

频谱仪测的还是信号源分析仪测的相噪?

simulation tt 不表示 流片會在 tt .
一般是 tt/ss/ff/sf/fs  5 corner sim ..如果今天你其中一個 simulation 真的有跑到 6.9Ghz ..
會不會如此 ?

能贴一张ｐｈａｓｅ　ｎｏｉｓｅ的图片吗?　从来没见过这么差ＰＮ的ＶＣＯ

    在不  关于VCO讨论 qq联系好不?

    谢谢！L/C决定phase noise性能怎么理解?L越大相位噪声性能越好?另外，二次谐振滤波只在某些频点上效果比较好，但是测试结果所有频率上相位噪声性能都比较差，难道流片出来二次谐振滤波网络不起作用?

   频谱仪Agilent 4440A。这两个仪器测试结果差别很大吗?

    仿了一下，ff，temp=27. 频率范围4.7~6.9GHz，相位噪声最差时也有-110dBC/Hz@1MHz。很纳闷，测试结果咋会这么差?测试方法还是电路/版图出现的问题可能性更大?

    等过几天，图还在仪器里没有拷出来。频偏1MHz到3.5MHz之间，相位曲线会往上翘出现一个小尖峰，可能是什么原因?后仿时相位曲线没有出现尖峰，而是正常的-20dB/dec这样往下降。

    你的QQ是多少?欢迎讨论。

    频谱仪测的相噪好像得转化一下才是真实的相噪，以前在书上见到过，不过式子忘了。

    小的上突是spur，5052b是可以关掉的。你的读数是avg之后的吗? input freq range是否合适?

    测到的dbc-10log rbw-修正因子，
修正因子一般1-2db

    不是很明白，Agilent 4440A里的Phase Noise功能可以直接读出相位噪声（单位是dBC/Hz），这个还需要利用公式另外算相位噪声吗?

        我的这个应该不是spur，因为VCO是单独送出去流片的，而且相位噪声曲线拱起的部分频率范围比较宽。读书是AVG之后的。请问 input freq range取多少合适?

   L/C 越大，phase noise性能越好。这个结论在ABIDI，HAJIMIRI等大神的文章里都有体现。如果你没有耐心看文章学习，直观的说：
   之所以是L远大于C对噪声好，是因为tank的Loss主要由L决定(QL远小于QC)。所以，R_parallel=Qtank * squr_root(L/C)。对于一定的工作频率和QL,max（QL,max = Qtank,max），为了增加R_para，只能提高L/C。
   为何要增加R_para? 因为在一定DC电流的条件下，增加R_para是提高carrier摆幅的最直接方法（不考虑class-C）。而SWING与phase noise 直接反相关。

   所以增加L/C对于pn有利。显而易见，L乘以C是固定的，而C越小，tuning range就越小。这就是我说trade-off的意思。希望能帮到你！
Reference:
T. Lee and A. Hajimiri, “Oscillator phase noise: a tutorial,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 35, no. 3, pp. 326–336, Mar. 2000.

M. Tiebout, “Low-power low-phase-noise differential tuned quadrature VCO design in standard CMOS,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 36, no. 7, pp. 1018–1024, Jul. 2001.


   至于第二个问题，关于noise filtering。你必须让你的共模点谐振在2倍频。因为那个点寄生电容很多，你最好引出来测一下那一点的频率。否则很可能仿真结果很好，因为滤掉了很多噪声；而流出来很差。

Good luck！

   非常感谢你的耐心回复！L/C越大，同样DC电流下的摆幅更大，能够提高相位噪声性能。然而，L越大时，谐振腔的等效并联电阻也会更大，从而增大了谐振腔的电阻热噪声，是否意味着谐振腔对VCO贡献更多的相位噪声呢?
   看过ABIDI和HAJIMI的文章，感觉里面有很多tradeoff，但是实际优化VCO相位噪声性能时不知道从哪个方面优化比较好。
   二次谐振滤波网络如果要引出测试引脚，是否与实际工作时的VCO工作状态不一样?毕竟PAD上会有寄生电容/电感/电阻。
   小弟对VCO的认识比较肤浅，还请多多指教~

   你说的没错，但是这就和增加输入管子是跨导能减小噪声一样。注意，噪声的功率和跨导正比，而信号功率确和跨导平方正比。所以增加跨导在一定范围内有net gain. VCO也一样，噪声的增长慢于摆幅的增长，去查查LEESON MODEL 表达式便知。这种定量的东西不能只靠简单的直觉了，是我没讲清楚。

   噪声模型和产生机制方面的paper比较多，看得我有点晕了。

   只看ABIDI就对了

    如果直接有phase noise plot的功能，就不需要了，把这些都考虑进去了

    L/C的比值同时也限制了tuning range，通常用capacitor tuning，C越小tuning 越难做，而且片上的L也有自己的self-resonance, L越大，Q越低，所以都需要trade-off.
R越大，引入的thermal noise 确实会增加，但是coversion gain很大大降低，等效来说，phase noise性能是变好的。

    input freq range 要很好的cover你输入信号的freq，不要太close to the edge。
来个phase noise的picture看看，分析起来容易多了

根据经验，后仿的结果和测试的结果不该相差这么大，我认为。
你的情况的原因可能有：1，测试仪器坏了（这个真的可以有），先确认仪器坏没坏；2，输出功率太小，我以前测试的时候把功率调的非常小的时候相噪恶化很严重，几十dBc/Hz的降。
应该不是你设计的问题，看看PCB的输出端50欧姆匹配了没?输出功率是不是很小等。

    VCO在片测试，输出缓冲没有做50欧姆的匹配，经过巴伦接到频谱仪后功率-9dBm。设备应该没坏，正在换一块芯片测试。

    频谱仪复制图片太麻烦，还没有复制出来。现在只有示波器的图。请帮忙分析分析~多谢了

直接看波形是没有任何用的

用你的手机拍个相片，上传上来就行了，为啥要复制出来? 这里又不需要高清

我不是很明白一个4~7G的VCO为什么要在片测试?有什么特殊的要求?直接上PCB做COB然后测试不是很方便，测输出很方便然后控制也方便啊。

申明：网友回复良莠不齐，仅供参考。如需专业解答，请学习本站推出的微波射频专业培训课程。