كاهش نويز كوانتيزاسيون سنتزكننده‌هاي فركانس عدد كسري به منظور بهبود پهناي باند و زمان نشست

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي برق

كارشناسي ارشد

سنتزكننده‌هاي فركانس نقش مهمي را در فرستنده-گيرنده‌هاي بي‌سيم و سيستم‌هاي بازيابي داده بازي مي‌كنند. از پارامترهاي مهم سنتزكننده‌هاي فركانس پهناي باند و سرعت قفل آن‌هاست بطوريكه، سنتزكننده‌هاي با قابليت نشست سريع كاربردهاي زيادي در رادارهاي موج‌ پيوستهٔ با مدولاسيون فركانس، رادارهاي وسايل نقليه، شبكهٔ حسگرهاي بي‌سيم، ايستگاه‌هاي جي‌اس‌ام و مدولاسيون تقسيم فركانس عمود برهم چند بانده دارند. سنتزكننده‌هاي عدد صحيح و عدد كسري، دو ساختار متداول براي توليد فركانس بوده و بدليل اينكه فركانس مرجع در سنتزكننده‌هاي عدد صحيح برابر با فاصلهٔ كانال‌ها است و پهناي باند حلقه نيز بايد از فركانس مرجع كوچك‌تر باشد، اين ساختار منجر به پهناي باند بسيار كوچك مي‌شود و به تنهايي نمي‌تواند سرعت قفل مناسبي داشته باشد. از طرفي سنتزكننده‌هاي عدد كسري قابليت توليد مضارب كسري فركانس مرجع ورودي را داشته و بنابراين فركانس مرجع در اين ساختار چندين برابر فاصلهٔ كانال‌هاست. اما براي جلوگيري از ايجاد سيخك‌هاي كسري با دامنهٔ بزرگ در اين ساختار، از مدولاتورهاي شكل‌دهندهٔ نويز دلتا-سيگما براي كنترل مقسم فركانس استفاده مي‌شود. در اين بين اما، لرزش فاز توليد شده توسط مدولاتور دلتا-سيگما مي‌تواند عاملي اصلي در محدوديت پهناي باند و سرعت نشست سنتزكننده شود. بنابراين بهبود پهناي باند سنتزكنندهٔ عدد كسري مي‌تواند با كاهش/خنثي‌سازي نويز كوانتيزاسيون مدولاتور دلتا-سيگما انجام شود. افزايش فركانس ورودي سنتزكنندهٔ عدد كسري، راهكاري براي دستيابي به اين هدف است كه مي‌تواند با استفاده از يك حلقهٔ عدد صحيح يا چند برابركننده‌هاي فركانس بدون حلقهٔ قفل فاز قبل از حلقهٔ عدد كسري انجام ‌شود. در اين پايان‌نامه يك سنتزكنندهٔ عدد كسري 2.4GHz با پهناي باند 2.8MHz در تكنولوژي 65nm طراحي مي‌شود كه در آن ابتدا فركانس مرجع توسط يك حلقهٔ عدد صحيح با پهناي باند بزرگ و نوسانساز حلقوي چند برابر شده و سپس به حلقهٔ عدد كسري اعمال مي‌شود. همچنين براي جلوگيري از تا شدن نويز مدولاتور به فركانس‌هاي پائين، از يك تكنيك خطي‌سازي براي آشكارساز فاز-فركانس در حلقهٔ عدد كسري استفاده شده است. سنتزكنندهٔ طراحي شده داراي نويز فاز -104dBc/Hz در آفست فركانسي 100kHz و لرزش فاز جمع شدهٔ 840fs,rms در بازهٔ فركانسي 10kHz تا 50MHz است. اين سنتزكننده به معيار ارزيابي شايستگي (FoM) -234.5dB دست يافته است.

214823

مدارهاي مجتمع الكترونيك

مهندسي برق و كامپيوتر

دانشگاه صنعتي اصفهان

اميررضا احمدي‌مهر، نسرين رضايي

رسول دهقاني