بهینه سازی نویزفاز و توان مصرفی یک سنتزکننده فرکانسی n-کسری برای استانداردهای مکالمه سیار

چکیده با توجه به سه مشخصه اصلی؛ نویز فاز، زمان نشست و توان مصرفی که در سنتزکننده های فرکانسی مطرح است، در این پایان نامه هدف طراحی و ساخت یک سنتزکننده فرکانسی n کسری برای استانداردهای مکالمه سیار dect، gsm900، nadc و cdma به همراه بهینه سازی نویز فاز، زمان نشست و توان مصرفی جهت برآورده کردن نیازمندی های استاندارد های فوق است. در ابتدا بلوک های سنتزکننده مورد مطالعه قرار گرفته، سپس تک تک بلوک ها و حلقه، طراحی و شبیه سازی شده و بهینه سازی های لازم جهت نایل شدن به مشخصات استاندارد انجام گردید. شبیه سازی توسط نرم افزار ads2008 و در تکنولوژی tsmc rf cmos 0.18um v5 انجام شده و نتایج شبیه-سازی برای مشخصات نویز فاز، توان مصرفی و زمان نشست استخراج شده و ثبت گردید. در استانداردهای dect و gsm نویز فاز به ترتیب و ، زمان نشست 350 ns و 720 ns، توان مصرفی 23.47 mw و 24.6 mw به دست آمد و نیز در استانداردهای cdma و nadc نویز فاز به ترتیب و ، زمان نشست 700 ns و 752 ns، توان مصرفی 24.6 mw برای هر دو استاندارد به دست آمد. برای بهینه سازی نویز فاز از دو روش استفاده شد؛ در روش اول با تبیین عوامل نویز در pllها با روش هایی مانند استفاده از فیلتر فرکانسی و جلوگیری از ورود ترانزیستورهای vco به ناحیه ترایود و در نتیجه جلوگیری از کاهش ضریب کیفیت مدار تانک، نویز کاهش یافت. با کاربرد این روش ها نویز فاز نوسان ساز dect، در فرکانس 1875 mhz از به کاهش یافت. در روش دوم یک تکنیک دیفرانسیلی در حلقه جهت تولید ولتاژ کنترل به صورت دیفرانسیلی مطالعه شد؛ با این روش ریپل روی ولتاژ کنترل ناشی از اثرات غیر ایده آل ترانزیستورها خنثی گشته و باعث تولید سیگنال vco با خلوص بیشتری می گردد. بهینه سازی زمان نشست با بزرگ در نظر گرفتن فرکانس مرجع که نتیجه آن بزرگ تر شدن پهنای باند حلقه وکاهش ثابت زمانی است؛ انجام شد و زمان نشست زیر 1us به دست آمد. توان مصرفی در vco با جلوگیری از ورود ترانزیستورها به ناحیه خطی و در نتیجه کاهش جریان vco انجام شد، که به ازای نویز فاز یکسان جریان مصرفی vco از حدود 8ma به 3ma کاهش یافت. واژه های کلیدی: آشکارساز فاز فرکانس، اسیلاتور کنترل شده با ولتاژ، سنتزکننده فرکانسی n کسری، نویز فاز، شارژ پمپ.