تحلیل و طراحی نوسان ساز تربیعی با نویزفاز کم

امروزه مشکل تولید سیگنال های تربیعی، به واسطه ی نقش کلیدی آن ها در گیرنده های تبدیل مستقیم، نظر بسیاری از طراحان مدار را به خود جلب نموده است. کارآمدترین روش برای تولید سیگنال های تربیعی، استفاده از نوسان ساز تربیعی کنترل شونده با ولتاژ (qvco) است. به دلیل شرایط سختی که در استانداردهای مخابراتی برای حداکثر نویزفاز قابل قبول وجود دارد، چالش بزرگ در طراحی این بلوک، طراحی با نویزفاز بسیار کم و دقت فاز بالا است. در این پایان نامه پس از بررسی عوامل موثر بر نویزفاز نوسان ساز تربیعی، به بررسی بهترین نویزفاز قابل دسترسی در آن پرداخته شد. سپس بر مبنای این عوامل، نوسان ساز تربیعی کلاس-c با تزویج فراهارمونیک ارائه شد که در مقایسه با ساختارهای ارائه شده قبلی نویزفاز کمتری دارد. با توجه به اهمیت مشخصه خطای فاز در نوسان سازهای تربیعی با تزویج فراهارمونیک و نظر به آنکه تا کنون فرمول بسته ای برای خطای فاز این ساختارها ارائه نشده بود، ابتدا روابط مربوط به خطای فاز در یک نوسان ساز تربیعی فراهارمونیک به دست آمد. سپس این روابط به ساختار پیشنهادی تعمیم داده شد و صحت روابط در هر دو حالت بررسی شد. به دلیل زیاد بودن خطای فاز این نوسان ساز، با استفاده از یک روش تزویج دیگر، ضریب تزویج به طریقی افزایش داده شد که بدون تغییر نویزفاز مدار، خطای فاز تا میزان نصف کاهش یافت. به این ترتیب ایراد ساختار اولیه تا حد زیادی برطرف گردید. بر مبنای ساختار پیشنهادی یک نوسان ساز تربیعی ghz 5 در فناوری tsmc-rfcmos mµ0.18 طراحی و شبیه سازی شد. با تغییر ولتاژ کنترلی از 0 تا 1.8 ولت، فرکانس نوسان qvco از ghz 4.58 تا ghz 5.42 قابل تغییر است. همچنین نتایج شبیه سازی نهایی نشان داد که تغییرات نویزفاز در آفست فرکانسی mhz 3 نسبت به فرکانس نوسان در محدوده فرکانسی مورد نظر ازdbc/hz -135.2 تا dbc/hz -138 و تغییرات fom از 187.4- تا 188.9- است. توان مصرفی هسته اصلی مدار ارائه شده از منبع تغذیه 1.8 ولت mw 19.8 است.