طراحی نوسانساز Cross-Coupled LC با نویز فاز کم- فایل ۱۵ - منابع مورد نیاز برای پایان نامه : دانلود پژوهش های پیشین |
بخاطر طبیعت پریودیک نوسانسازها، مشخصه آماری بعضی از منابع نویز تصادفی در نوسانسازها ممکن است با زمان تغییر یابند. این منابع cyclostationary نامیده میشوند[۲۳]. بعنوان مثال اگر یک ترانزیستور ماسفت در نوسانساز استفاده شود، نویز کانال آن cyclostationary است زیرا توان نویز با ولتاژ بیش از آستانه[۲۸] گیت سورس مدوله می شود که بطور متناوب با زمان تغییر می کند. منابع نویز دیگری وجود دارد که مشخصه آماری آن به زمان و نقطه کار مدار وابسته نیست و نویز stationary (ثابت) نامیده می شود. نویز حرارتی یک مقاومت یک نمونه از این منابع نویز میباشد. مدل LTV یک راه ساده برای بررسی منابع نویز cyclostationary بیان می کند. یک جریان نویز cyclostationary سفید، ، می تواند به صورت زیر تجزیه شود
که در آن جریان نویز stationary سفید است و تابعی پریودیک است که مدولاسیون دامنه نویز را توصیف می کند و به تابع مدولاسیون نویز[۲۹](NMF) معروف است. تابع NMF به مقدار ماکزیمم یک نرمالیزه شده است. از این طریق برابر با ماکزیمم چگالی توان نویز است که به صورت تناوبی تغییر می کند ( ). با جایگذاری مقدار جریان نویز جدید در رابطه فاز اضافی مقدار جدید فاز بصورت زیر محاسبه می شود
همانطور که مشاهده می شود، نویز cyclostationary همانند یک نویز stationary اعمال شده به یک سیستم با یک تابع ISF جدید رفتار می کند. بنابراین با این تجزیه ISF موثر به صورت زیر می تواند بیان شود
براحتی از مشخصههای نویز ادوات قابل دستیابی است. در ادامه دو مثال ارائه شده است که بینش بهتری راجع به منابع نویز cyclostationary ایجاد شود.
بعنوان اولین مثال نوسانساز کولپیتس را که در شکل (۲-۴۱ الف) نشان داده شده است در نظر بگیرید [۲۳]. همانطور که در شکل (۲-۴۱ ب) مشاهده می شود، ضربه جریان کلکتور در مینیمم ولتاژ تانک اتفاق میافتد که ISF کمترین مقدار را دارد. شات نویز کلکتور ماکزیمم توان خود را در ماکزیمم جریان کلکتور دارد، شکل (۲-۴۲). این انطباق خوب سبب کاهش بیشتر نویز فاز می شود، زیرا ماکزیمم توان نویز همواره با کمترین حساسیت نویز فاز همراه است[۲۳]. این مفهوم می تواند با تعریف ISF دقیقتر توصیف شود. توابع و و برای این نوسانساز در شکل (۲-۴۳) نشان داده شده است. در این حالت مقدار موثر کمتری از دارد. از این رو اثر cyclostationary در نوسانسازهایLC قابل چشمپوشی نیست.
الف
ب
الف: نوسانساز کولپیتس. ب: ولتاژ و جریان کلکتود در نوسانساز کولپیتس
جریان کلکتور و نمونه ای از نویز شات
و و برای نوسانساز کولپیتس شکل (۲-۴۱الف)
مثال دوم نوسانساز رینگ زنجیرهای است. شکل (۲-۴۴ الف). در این نوسانسازها متاسفانه ماکزیمم جریان ادوات با ماکزیمم توان نویز و ماکزیمم تطابق ندارد. توابع و برای این نوسانساز در شکل (۲-۴۴ ب) نشان داده شده است. برای این نوسانساز توابع و تقریبا یکسان هستند. این یکی از دلایلی است که چرا نوسانسازهای رینگ نویز فاز بدتری نسبت به کولپیتس دارند. بنابراین نویز cyclostationary اهمیت چندانی برای این نوسانساز ندارد[۲۰].
لف
ب
الف: نوسانساز رینگ. ب: و و برای نوسانسازهای رینگ
-
- مزایا و معایب مدل LTV
مدل LTV حاجی میری یک مدل عمومی است که از دقت بیشتری نسبت به مدل لسون برخوردار است و برای انواع نوسانسازها می تواند بکار برده شود. با تعریف ISF این مدل، بدقت نویز فاز را با طبیعت متغیر با زمان نوسانساز شرح میدهد و بینش طراحی خوبی برای بهبود عملکرد نویز فاز را به طراح میدهد. ولی مشکل اصلی این مدل محاسبه توابع ISF و NMF است که هسته مدل است. گرچه سه روش در [۲۳] برای محاسبه ISF بیان شده است ولی روش دقیق و قابل اطمینان تزریق نویز جریان و مشاهده پاسخ فاز نوسانساز است. برای محاسبه دقیق چند پریود نوسان بعد از تزریق نویز جریان باید شبیه سازی شود که نیازمند زمان شبیهسازی طولانی است. این مشکلات در محاسبه ISF کاربرد این مدل در آنالیز نوسانساز عملی را محدود می کند.
-
- منابع نویز در نوسانساز LC
یک نوسانساز LC ساده در شکل (۲-۴۵) نشان داده شده است. با توجه به المانهای تشکیل دهنده این ساختار و آنچه در بخشهای گذشته بیان شد، منابع نویز آن عبارتند از:
-
- نویز حرارتی و فلیکر ترانزیستورهای زوج تفاضلیM1 و M2 (ترانزیستورهای سوئیچ)
-
- نویز حرارتی و فلیکر ترانزیستور دنباله
- نویز حرارتی ناشی از تلفات تانک
فرم در حال بارگذاری ...
[چهارشنبه 1401-04-15] [ 05:54:00 ب.ظ ]
|