تحلیل و طراحی شیفت دهنده فاز باند وسیع

شیفت دهنده فاز یک بلوک دو قطبی است که در آن اختلاف فاز بین ورودی و خروجی با یک سیگنال کنترلی تنظیم می شود. شیفت دهنده های فاز به دو دسته آنالوگ و دیجیتال تقسیم می شوند. در نوع دیجیتال تنها می توان به مقادیر گسسته ای از فاز دست پیدا کرد اما در نوع آنالوگ تغییر فاز پیوسته ممکن است. در دسته بندی دیگر، شیفت دهنده های فاز را می توان به دو دسته غیرفعال و فعال تقسیم بندی کرد. در نوع غیرفعال از ترانزیستور فقط به عنوان کلید استفاده می شود، اما در نوع فعال از ترانزیستور به عنوان تقویت کننده استفاده می شود.هدف از این تحقیق طراحی یک شیفت دهنده فاز فعال چهار بیتی با تغییرات فاز از 0 تا 360 درجه و با قابلیت عمل کرد در محدوده فرکانسی چند گیگاهرتز می باشد. شیفت فاز دلخواه در این روش از طریق جمع فازوری دو سیگنال ورودی با اختلاف فاز 90 درجه و دامنه های مناسب برای ایجاد شیفت فاز مورد نیاز به دست می آید. سیگنال های با اختلاف فاز 90 درجه، توسط فیلتر تمام گذر متعامد ایجاد می شوند. از آن جا که در این نوع از شیفت دهنده های فاز یکی از عوامل تاثیرگذار بر دقت عمل کرد مدار عدم دقت کامل مدار متعامد ساز در قسمت ورودی است، در ساختار پیشنهادی مکانیسم کنترلی در نظر گرفته شده است به گونه ای که مدار به صورت خودکار خطای ناشی از بخش متعامدساز را برطرف و جبران می کند. برای این منظور اختلاف فاز ایجادشده در خروجی با مقدار مورد نظر مقایسه و اختلاف آن ها به عنوان سیگنال خطا در نظر گرفته می شود و از روی آن جریان های دنباله طبقات به گونه ای باز تنظیم می گردد که خطای فاز ایجادشده صفر گردد.برای ارزیابی مدار پیشنهادی، مدار در بازه فرکانسی 1- 7 گیگاهرتز طراحی گردید و شبیه سازی های زیادی در تکنولوژی 0.18 میکرون cmos انجام شد. شبیه سازیها نشان داده اند که مدار پیشنهادی قادر است شیفت فازهای مورد نظر را در محدوده فرکانسی تعریف شده با حداکثر خطای فاز 2.46 درجه ایجاد نماید. حداکثر خطای بهره نیز برای مدار فوق 0.36db به دست آمد.