2-11– روشهای کاهش نویز فاز 53
2-11-1- روش فیلترینگ نویز دنباله 53
2-11-2- موازی کردن خازن با ترانزیستور منبع جریان 56
2-11-3- شکلدهی جریان ترانزیستورهای سوئیچ با ساختار کسکود 60
2-11-4- تفکیک بایاس گیت از خروجی نوسان‌ساز 64
2-11-5- شبکه بایاس آینه جریان بمنظور شکلدهی جریان ترانزیستورهای سوئیچ… 66
2-12- صورت شایستگی( FOM ) 68
2-13- خلاصهی فصل 68
فصل سوم: طراحی یک نوسان‌ساز LC به منظور شکلدهی جریان ترانزیستورها 69
3-1- مقدمه 70
3-2– تحلیل و طراحی نوسانساز LC با جریان شکل دهی شده 73
3-2-1- فرم جریان در نوسان‌ساز LC کلاسیک 73
3-2-2- بررسی شرایط نوسان و محاسبه فرکانس نوسان 74
3-2-3- تحلیل جریان ترانزیستورهای زوج تفاضلی ساختار پیشنهادی و بررسی نویز-
فاز آن 76
3-3– طراحی نوسان‌ساز LC جدید به منظور بهبود جریان شکلدهی شده ترانزیستورها. 78
3-3-1- بررسی شرایط نوسان ساختار پیشنهادی 79
3-3-2- محاسبهی دامنهی نوسان 80
3-3-3– محاسبه نویز فاز 87

منابع نویز نوسان‌ساز 87
محاسبه نویز فاز محاسبهی نویز فاز حاصله از تلفات تانک 88
محاسبهی نویز فاز حاصله از نویز حرارتی ترانزیستورهای سوئیچ 88
محاسبهی نویز فاز حاصله از نویز حرارتی ترانزیستورهای دنباله 91
محاسبهی نویز فاز حاصله از نویز فلیکر ترانزیستورها 91

3-4– بهبود طراحی نوسان‌ساز پیشنهادی 92
3-5– خلاصهی فصل 94
فصل چهارم: نتایج و تفسیر آنها 95
4-1- مقدمه 96
4-2- نتایج شبیه سازی 96
4-3- نتایج شبیه سازی ساختار تکمیلی نوسان‌ساز LC پیشنهاد شده 102
4-4– مقایسه با کارهای انجام شده پیششین 104
4-5– خلاصهی فصل 106
فصل پنجم: جمع‌بندی و پیشنهادها 107
5-1- جمع بندی 108
5–2– پیشنهاد برای ادامه کار 108
پیوست 110
مراجع 114

فصل اول

مقدمه

مقدمه

در سالهای اخیر مخابرات بیسیم بدون شک از رشد چشمگیری برخوردار بوده و هماکنون کاربران زیادی در دنیا از آن بهره میبرند. در واقع محصولات مخابرات نظیر تلفن همراه، سیستمهای موقعیتیاب جهانی[1](GPS)، شبکههای بیسیم محلی[2](WLAN)، سنتزکنندههای فرکانسی[3](FS) و غیره امروزه در سراسر جهان کاربرد گستردهای دارند. مدارات مجتمع آنالوگ و فرکانس بالا بخش مهمی را در سیستمهای مخابراتی به خود اختصاص دادهاند. به همین دلیل طراحی بهینه مدارات فرکانس بالا و دستیابی به سیستمهایی با عملکرد بالا، قیمت و توان مصرفی کمتر و اندازهی کوچکتر برای طراحی فرستنده-گیرندههای کمهزینه و کمحجم از اهمیت خاصی برخوردار است.

انتخاب تکنولوژی مناسب برای طراحی این مدارات اهمیت ویژهای دارد. بطور کلی کیفیت عملکرد، هزینه و مدت زمان مورد نیاز برای ارائه به بازار سه پارامتری است که در انتخاب تکنولوژی در صنعت فرکانس بالا تعیین کننده میباشد. با پیدایش تکنولوژی [4]CMOS و ادامهی روند کاهش ابعاد ترانزیستور در آن پیشرفتهای زیادی در مجتمع سازی مدارات فرکانس بالا و آنالوگ ایجاد شده است. از جمله فواید استفاده از تکنولوژی CMOS، امکان قرار دادن بخشهای مختلف یک سیستم مخابراتی بر روی یک تراشه واحد است. به چنین سیستمی یک [5]SOC گفته می شود و شامل مدارات آنالوگ، دیجیتال و فرکانس بالای سیستمهای مخابراتی می باشد. چنین سیستمهایی بدلیل مزایایی چون کاهش هزینههای ساخت و توان مصرفی از اهمیت فوق العادهای در محصولات بیسیم برخوردارند. البته استفاده از تکنولوژی CMOS محدودیتهایی نیز دارد ولی طراحان قادر به حل آن مشکلات شدهاند و امروزه این تکنولوژی به طور وسیع در مدارهای فرکانس بالا مورد استفاده قرار می گیرد [1].

یکی از مهمترین بلوکهای فرکانس بالا در سیستم های مخابراتی نوسان‌سازها هستند. کلیه فرستنده-گیرندههای فرکانس بالایی که امروزه مورد استفاده قرار میگیرند، در داخل خود دارای یک سنتزکننده فرکانس میباشند که به آن نوسان‌ساز محلی[6] گفته میشود. وظیفه این بلوک ایجاد یک سیگنال سینوسی است که مطابق شکل 1-1 به کمک آن عمل انتقال طیف فرکانسی سیگنالهای دریافتی و یا ارسالی به فرکانسهای به ترتیب پایین یا بالا انجام میشود.

بلوک دیاگرام یک فرستنده – گیرنده ساده

پدیده نویز فاز در واقع خارج شدن طیف فرکانسی سیگنال نوسان‌ساز محلی از شکل ایدهآل خود (که یک سیگنال ضربه در فرکانس کار نوسان‌ساز میباشد) است. هنگامی که کاربران یک سیستم مخابراتی زیاد میشوند، با توجه به محدودیتهایی که بر روی پهنای باند وجود دارد، پهنای باندی که به هر کاربر اختصاص مییابد کاهش پیدا میکند. اما وجود پدیده نویز فاز باعث میشود که پهنای باند اختصاصی

به هرکاربر را نتوان از یک مقدار حداقلی کمتر کرد. این مسئله باعث ایجاد محدودیت در افزایش تعداد کاربران یک سیستم مخابراتی با پهنای باند ثابت میشود. به همین علت در دهههای اخیر تحلیل نویز فاز و بررسی تکنیکهای بهبود طراحی مدارات برای VCOها[7] علاقهمندیهای زیادی در دانشگاهها و صنعت بوجود آورد. اما به دلیل پیچیدگی زیاد این پدیده هنوز رابطهی دقیقی که بسادگی بتواند نویز فاز نوسان‌ساز را بررسی کند بدست نیامده است. دلایلی که رسیدن به یک تحلیل کامل از چگونگی ایجاد نویز فاز را دشوار میسازد، به طور خلاصه عبارتند از: الف- عملکرد سیگنال بزرگ نوسان‌ساز و صادق نبودن مدلهای خطی برای تحلیل عملکرد آن. ب- ثابت نبودن فرآیند ایجاد نویز فاز در طول یک دوره تناوب نوسان. این دو دلیل بدین معناست که در واقع بررسی نویز فاز معادل بررسی اثر نویز در یک سیستم غیرخطی متغیر با زمان است. عملکرد بسیاری از سیستمها به طرق مختلف از نویز تاثیر میپذیرند. بنابراین داشتن درک درستی از نویز در الکترونیک یکی از مهمترین مسائل در سیستمهای مجتمعشده است. بطور کلی نویز در

یک مطلب دیگر :

پایان نامه روانشناسی در مورد سلامت روان

سیستمهای الکتریکی را میتوان به دو مولفه تقسیم کرد: نویز دامنه و نویز فاز. نویز دامنه میزان تغییرات تصادفی سیگنال الکتریکی حول مقدار واقعی را نشان میدهد. این تغییرات شناسایی سیگنال مطلوب را مشکل میسازد و عملکرد سیستم را وقتی سیگنالهای دامنهی کار کوچک شود، کاهش مییابد. برای مشخص شدن نویز دامنه برای یک سیستم پارامتری با عنوان عدد نویز تعریف میشود که به صورت نسبت سیگنال به نویز در ورودی سیستم به سیگنال به نویز در خروجی تعریف میشود[2].

نویز فاز در یک سیستم نوسانی بصورت اندازهی تغییرات تصادفی فاز نوسان نوسان‌ساز تعریف میشود. این تغییرات بدلیل منابع نویز مختلف موجود در مدار بوجود میآید. تعریف دقیقتر نویز فاز در فصل دوم آورده شده است. نویز دامنه و فاز عملکرد سیستمهای الکتریکی را به طرق مختلف تحت تاثیر میگذارد. شکل (1-2) عملکرد این دو مولفهی نویز را روی یک دستگاه گیرندهی بیسیم نشان میدهد. در این شکل بلوکهایی که نویز بیشترین تاثیر را روی آنها میگذارد، نشان داده شده است. نویز دامنه (به عنوان مثال نویز LNA[8](تقویت کننده با نویز کم) به سیگنال ورودی اضافه شده و نسبت سیگنال به نویز را در خروجی LNA و در نتیجه خروجی فیلتر IF کاهش میدهد. اثر نویز فاز روی نوسان‌ساز محلی نیز در این شکل نشان داده شده است. همانطور که مشاهده میشود ناپایداری فرکانسی نوسان‌ساز محلی، به توان غیر صفر در بعضی افست فرکانسی از فرکانس اصلی (که در غیاب نویز فاز طیف LO یک تابع ضربه در بود) منجر شده است. توان سیگنال واقع شده در میتواند توسط سیگنال ناخواسته در مدوله شود و یک مولفهی نویز در بوجود آید. متاسفانه این مولفهی نویز نمیتواند توسط فیلتر IF از بین برود، زیرا در بازه فرکانسی فیلتر IF قرار ندارد. بنابراین نویز فاز مولفهی فرکانسی دیگری به نویز خروجی فیلتر IF ایجاد میکند. ترکیب این دو منبع نویز نسبت سیگنال به نویز را در خروجی فیلتر IF کاهش میدهد و نهایتا سیگنال ورودی خراب میشود.

موضوعات: بدون موضوع لینک ثابت

فرم در حال بارگذاری ...

فید نظر برای این مطلب