طراحی اسیلاتور موج میلی متری باند وسیع کم نویز cmos
چکیده
در این پایان نامه نشان خواهیم داد که گین فعال اسیلاتور در فرکانس های موج میلی متری به ازای هر مقدار جریان، برحسب سایز ترانزیستورها و گین فیدبک اسیلاتور، بر خلاف فرکانس های پایین تر نقطه ی کمینه دارد. از طرف دیگر نشان می دهیم که ماهیت نویز ایجاد کننده نویز فاز اسیلاتور موج میلی متری، با ماهیت نویز در فرکانس های پایین تر متفاوت می باشد. این نویز بیشتر ناشی از تبدیل نویز am به pm و نویز گیت اسیلاتور است که در فرکانس های پایین معمولا در نظر گرفته نمی شود. بنابراین در این پایان نامه به طور کلی ادعای مقیاس کردن قطعات فعال، برای یک اسیلاتور با طراحی بهینه در موج میلی متری رد می-گردد و در عین حال روش ها و تکنیک هایی برای کاهش نویز فاز ارائه می گردد. یکی از مهمترین چالش ها در اسیلاتور موج میلی متری، وجود عناصر پارازیتی است. در این پایان نامه با استفاده از ترانسفورماتور، مدار رزونانسی ای با خازن های پارازیتی ایجاد می گردد که باعث حذف میزان زیادی از خازن ها پارازیتی بدون اضافه کردن مساحت و یا توان در فرکانس مطلوب می گردد. با استفاده از این تکنیک، نویز فاز در مقایسه با یک اسیلاتور عمومی، 5db در آفست 1mhz کاهش و پهنای باند قابل تنظیم 70% افزایش می یابد. بدلیل محدودیت گین قطعات فعال برای سیگنال های بزرگ، استفاده از ترانسفورماتور در طراحی موج میلی متری رایج است. در اینجا روشی موثر برای طراحی ترانسفورماتور با کوپلینگ، گین و ضریب کیفیت بالا ارائه شده است. کوپلینگ و گین ترانسفورماتور طراحی شده 0.75 و 2 است در حالی که ضریب کیفیت هر دو سلف این ترانسفورماتور بزرگ تر از 19 می باشد. در انتهای این پایان نامه نیز جانمایی مدار و شبیه سازی های نهایی مداری اسیلاتور آمده است که نشان دهنده عملکرد خوب نوسان ساز موج میلی متری طراحی شده در فرکانس 57ghz، حتی با تکنولوژی 0.18?m می باشد. نویز فاز این نوسان ساز با توان هسته مرکزی 8.5mw در آفست 1mhzی 89dbc/hz- می-باشد در حالی که دارای پهنای باند قابل تنظیم 1.9ghz است.