概述：振荡器是微电子不可或缺的一环，应用场景从微处理器的时钟到蜂窝电路的载波合成，要求的结构和性能差别很大。OSC主要分两部分，环形振荡器(Ring OSC)和LC振荡器。其中环形振荡器主要由反相器构成，应用于低速的数字时钟中；而LC振荡器一般用于高频场景，如PLL
参考资料：拉扎维的《模拟CMOS集成电路设计》
《射频微电子学》
模拟IC设计-振荡器电路设计与仿真实战-part1-环形振荡器_哔哩哔哩_bilibili
一、振荡器基本原理介绍
二、环形震荡器
先来看三个例子，拉扎维书上的，这三个电路都不能震荡
只存在一个极点，引起的相移为90° ，而直流工作状态下放大器本身具有180°的直流相移，总相移为270° ，无法满足巴克豪森准则中的相移条件，因此无法产生振荡
上面第一个电路在零频率时表现正反馈，这会使得电路锁定而不是放大，VE升高，反馈一圈回来会进一步升高直到VDD，VF降为0保持下去
第二个电路只有频率为无穷时才能频移到180，但环路增益变为0，无法满足巴克豪森准则的两个条件
于是我们想到了三级，首先它是一个负反馈有180度低频相移，然后有三个极点270度，加起来够了，所以存在一个频率能发生震荡，计算得
由上述分析可以得到，偶数个单端延迟单元组成的环路，在满足巴克豪森准则的条件下，仍然处于锁定状态，无法产生振荡，因此在设计环形振荡器时采用奇数个单端延迟单元组合，现在一般应用的环形振荡器多采用三个或五个单端延迟单元构成
进一步的原理大家自行看书即可
三、电路仿真
（1）单端环形振荡器
我们分别仿真stb，瞬态初始点，输出频率，温度特性和电源电压波动的影响，以及电源电流波形（功耗）
电路结构如图所示，加入负载电容是为了降低输出频率（增大RC常数），从Ghz量级可以降低到几百M
stb仿真
相位裕度为负，不稳定系统
瞬态初始点仿真
跑个20n左右，加入100f的负载电容，可以看到输出逐级整形，如果想要获得更好的波形可以加入更多的buffer驱动
输出频率
右键波形，send to→calculator,搜索frequency函数，看到不加负载电容频率为1.3G，加入负载电容后频率为145M
受温度和电源电压的影响
参数扫描，电源电压取1.7,1.8,1.9V，温度波动取-40 55 95
看到电源电压越大，输出频率越大
同样把温度也添加进去
看到温度越高越大，输出频率越小
（2）单端环形振荡器——加入控制电流
从上面的仿真可以看出，输出频率随电源电压和温度（PVT）波动比较大，为了能控制输出频率，我们可以加入控制电流，通过温度补偿产生不随PVT变化的电流。
跑一个trans，经过一段时间（还是比较慢的），输出结果如下，可以看到由于上下MOS管的限制，输出并不是轨到轨的，但经过方向器后面可以拉到轨到轨的
改变控制电流为5u 10u 20u，观察输出频率的变化。在20u时方波尖峰比较大，效果较差
（2）差动环形振荡器
我们先做一个差分放大器，先测一下直流工作点，在工作在饱和区
差动放大器增益大概为8左右，大于2，满足要求
差动环形振荡器的整体电路如图
测得每个节点的输出电压，经四级差动环形振荡器后由于电压不处于中间位置，故需要接一个SF使得电压下降，然后再接反相器，最终才能输出一个轨到轨的VOP
