一个板级工程师整了小半年芯片后的感悟(上)

由于工作的变化，芯片设计的学习暂时会告一段落了。以后有缘再继续。

回想一下，从刚开始的迷茫，到现在一只脚踏入门，中间过程还是值得记录一下。

我是怎么开始的呢？

首先呢，在腾讯课堂上，有一门chris的芯片课程，价格很亲民，百元左右。

果断入手，挑其中的低噪放章节看了一下。

看下来的感觉呢，软件操作和ADS差不多，仿真器呢，也类似。

但是，电路呢，着实是看不懂。

板级上的低噪放，可能就只有一个器件被称为管子。但是芯片级则满屏都是管子。

然后我怎么办了呢？

虽然我不是芯片专业，但我也知道razavi。所以我就在搜索引擎上输入razavi。

最后找到了网友放在B站上的razavi的教学视频，主要讲微电子基础。

接着，就开始踏踏实实的看razavi的视频。

感慨于老R的教学水平，不仅让知其然，而且让知其所以然。一路听下来，收获颇丰，也作了很多总结。

接着呢？

看完视频教程后，再回过头去看chris课程上的LNA电路。发现这会，电路能看懂个七七八八了，但是还是不知道怎么设计。

再然后呢？

然后去看Razavi的射频微电子了。因为要做VCO，所以就从振荡器这一章开始。

从底层理论上来讲，板级的和芯片级的一样。

一种是基于反馈理论，即巴克豪森准则;另一种是基于负阻理论，即要用有源器件产生一个负阻，来抵消谐振器中的阻性消耗。

在Razavi的射频微电子中，讲了三种类型的振荡器。

一种是ring振荡器，书中讲该种架构，工作频率不会太高，因为我要设计的VCO在6GHz左右，所以就没有深看。

还有一种，是Colpitts振荡器。不过因为其起振条件相对于后面一种振荡器要严苛一些，再加上它不是天然的差分结构。要使用的话，还得再添加额外架构，所以用的也不多。因此也没有深看。

第三种，就是交叉耦合振荡器，起振条件相对宽松，天然就是差分电路，着重看了这种架构的原理。

再接着呢？

razavi的振荡器部分看完，在结尾处有振荡器的大概设计步骤。但是，没有讲是怎么选管子的尺寸。

找资料的过程中，发现gmid方法。

再看chris教程里也讲解了gmid曲线的具体绘制方法，学着做了一遍，把工艺中的NMOS和PMOS的相关曲线给扫描出来了。

又在B站上找到一位台湾老师讲的，用gmid方法设计运放的视频。

看完以后，结合书中的设计步骤，再用gmid方法选择管子的尺寸。然后到virtuoso中搭建原理图进行仿真。仿真结果振荡，但频率差点，于是又微调了一下参数。

再然后呢？

单点振荡器仿出来了，就想接着仿VCO。

还是接着看Razavi的书，包括射频微电子和CMOS集成电路设计。

虽然书中有讲解，但是看完后，还是一头雾水，不知道怎么具体操作。

看B站上的优质教学视频基本都是从油管搬运来的。于是就翻 墙去找资料。

还真找到一个视频，关于VCO的，视频的讲解者，是一个很资深的芯片设计工程师。

看完这个视频后，顿悟了，原来是这样啊！

再回头看razavi的书，发现能看懂了。

于是开始在virtuoso上搭原理图，稍稍微调，出功能了。。

不过，只用变容管进行了调谐，一是因为对相噪要求不高，牺牲少许相噪后得到的调谐范围已完全能满足我的要求;二是，加上离散调谐后，发现相噪恶化严重，也就是说，加上的离散电容显著恶化了谐振器的Q值。

不过，商用的宽调谐的VCO都是离散调谐和变容管调谐相结合的，所以我肯定没找着提升Q值的方法。以后有需要，再深入。

再再接着呢？

VCO仿出来后，又仿真了一下工艺角。发现频率漂的厉害，不能忍。

所以就想着用PLL吧。

因为PLL好的带内相噪，对系统指标是有改善的，而且可以保证高低温下的频率基本保持不变。

所以我的设计目标转向设计一个PLL。