振荡器在现代无线电子通信系统中有着普遍应用，已然成为了大部分电子系统的重要组成部分。自振荡器诞生以来，它就一直在电子通信、控制工程，航空航海等许多领域都占有重要的一席之地[3]。

自Edwin Armstrong（埃德温·阿姆斯特朗）发现外差原理后，振荡器成为了一种基本元件，根据这一原理他发明了第一个电子管压控振荡器（VCO）。后来Hartley（哈特莱）注意到Armstrong的发现并且进行改良，从而发明了新的振荡器——哈特来振荡器。一直到半导体放大器器件的发明，如晶体管和变容二极管，给VCO带来了新一轮翻天覆地的大变化。在上世纪50年代，晶体管凭借着小体积，低功耗，低成本的优势，完全取代真空电子管作为有源器件在振荡器中的使用成为振荡器设计的主流，很大程度上改变了振荡器的结构设计和实现技术。同时，振荡电路中的机械调式节元件被迅速淘汰了，变容二极管成为VCO中新生代可变电容。科学技术的发展越来越快，80年代后出现的两项新技术——模块化方法和单片VCO集成电路（IC）的出现，VCO的发展出现了新的程碑式转折。

电感电容压控振荡器（LC VCO）和环形压控振荡器（Ring-VCO）是现在振荡器设计的主流，压控振荡器现如今研究的现状和热点总结如下。73270

第一个方面，片上CMOS工艺的电感、变容管。

近年来，由于CMOS工艺的极大进步，已经可以实现高品质的片上电感电容，同时也说明，CMOS工艺可以片上实现从前端到后端的无线通信系统单元模块[4、5]，这是一个相当大的进步，所以基于片上实现的LC VCO迅速发展起来并得到广泛应用。我们对于压控振荡器的设计要求主要是低的相位噪声，良好线性度和宽的调谐范围。据此从理论上分析得知，最佳的实现方法是：选择大电容系数比的累积性MOS管可变电容和高品质片上螺旋电感来构建电感电容压控振荡器[6]。理论上虽然如此，但是对于LC VCO，我们仍面对许多需要解决的问题，例如片上螺旋电感，最主要的问题还是它的品质因数不够高[7]，nH级的电感在1-2GHz频率范围上，一般Q值为4-8左右。原因主要是三种寄生效应影响片上螺旋电感的品质因数:第一，金属线圈在高频时产生的趋肤效应和邻近效应，会造成串联电阻的高速增加；第二，电感的自激振荡频率会受到金属和硅衬底之间的寄生电容的影响而减小；第三，硅衬底中的电磁场会形成的涡流，造成电感感值的下降和串联损耗电阻的上升。因为LC VCO的性能在很大程度上受电感Q值的影响，提高谐振回路的Q值[8]显得十分重要，所以对高品质因子的电感的研究成为了近年来的很大热点。在提高工作频段上的电感的Q值的研究上，近几十年间研究者们提出了许多的解决方法，例如，使用地屏蔽层以降低硅衬底上电场的损耗；采用多层金属并联的形式，以减小串联电阻；差分电感的使用来提高Q值等。论文网

第二个方面，相位噪声与降噪技术。

在相位噪声研究方面，主要分为相位噪声理论、相位噪声建模和相位噪声形成的物理机制。我们知道，VCO相位噪声性能是影响接收机灵敏度的最主要原因，所以噪声是不能忽视的一点。在理想情况下，正弦波在频域上是两个对称或反对称脉冲，但实际电路中存在着许多噪声，VCO输出信号的频谱都会有一定程度的相位噪声。LC VCO的相位噪声大部分源于片上电感Q值不高带来的串联电阻。电路中器件的噪声，比如白噪声，在频偏较大时，会在其频率范围产生l/ 特性的相位噪声；而闪烁噪声在频偏较小时，会在相应的频率范围范围产生l/ 特性的相位噪声。相位噪声对高频信号的混频有很大干扰作用，当相位噪声到达一定程度时，邻近干扰信号混频进到信道中，导致信号频谱产生阻塞现象，使得信道中的信噪比[9]大大下降。