طراحی ساختار جدید rfdac با طیف خروجی بهبود یافته و کاهش اثر جیتر با استفاده از روش پیش فیلترینگ

چکیده: با افزایش نرخ نمونه برداری، خطاهای مبدل دیجیتال به آنالوگ معمولی در لحظه کلیدزنی، موجب افت عملکرد فرستنده های مخابراتی می شوند. استفاده از سینوسی با دامنه و شیب صفر در لحظه کلیدزنی موجب حذف خطاهایی چون جیتر در مبدل می شود که به این ساختار مبدل دیجیتال به آنالوگ رادیویی گویند. در این پایان نامه بر روی تبدیل مستقیم دیجیتال به آنالوگ در فرکانس های رادیویی تمرکز شده است. طیف سیگنال دیجیتال در حوزه ی فرکانس عیناً بدون تضعیف تکرار می شود. اما بعد از تبدیل شدن به آنالوگ، تنها از تکرار اول آن، در فرکانس های پایین استفاده می شود. تکرارهایی که در فرکانس بالا قرار گرفته اند به دلیل ماهیت مبدل دیجیتال به آنالوگ دچار تضعیف می شوند. در این پایان نامه ساختاری جدید برای مبدل دیجیتال به آنالوگ فرکانس رادیویی پیشنهاد شده است. مبدل شامل مدولاتور دلتا-سیگما با نرخ نمونه برداری 400ms/s، مدار پمپ بار و میکسر با فرکانس محلی 2/4ghz است. در ساختار ارائه شده ورودی دیجیتال توسط مدولاتور دلتا سیگما به تک بیت تبدیل شده و نویز حاصل از کاهش تعداد بیت به بیرون از باند سیگنال انتقال داده می شود. تک بیت دیجیتال توسط پمپ بار از حالت مستطیلی به مثلثی تبدیل می شود و به طور همزمان با قرار گرفتن سینوسی درون این مثلثی آن را به فرکانس های رادیویی منتقل کرده ایم. از مزایای تبدیل مستقیم دیجیتال به آنالوگ به کمک شکل موج سینوسی و مثلثی می توان به کاهش اثر جیتر در پالس ساعت اشاره کرد. استفاده از شکل موج سینوسی برای کاهش اثر جیتر همچنین مزیت انتقال سیگنال به فرکانس های رادیویی را موجب می شود، در حالی که استفاده از شکل موج مثلثی برای کاهش اثر جیتر موجب حذف نویز خارج باند در این ساختار شده است. مدار ارائه شده به دو بخش سیستمی و مداری تقسیم شده که بخش سیستمی در نرم افزار matlab و بخش آنالوگ در نرم افزار cadence با تکنولوژی 0/18?m cmos طراحی و شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که تضعیف نویز خارج باند برای این ساختار در حدود 16db بهتر از ساختار معمولی است. در این ساختار مدولاتور دلتا سیگما دارای نسبت توان سیگنال به نویز در حدود 79db در پهنای باند 5mhz می باشد. توان خروجی ساختار -4dbm و توان مصرفی بدون مدار بایاس در حدود 1/5mw بوده که 1/3mw مربوط به میکسر و 0/2mw مربوط به پمپ بار است.