طراحی نوسان ساز Cross-Coupled LC و تکنیک شکل دهی جریان ترانزیستورها و نقش آن در کاهش نویز فاز نوسان ساز

نوسان سازها از جمله مهمترین اجزای تشکیل دهنده ی سیستمهای مخابراتی میباشد. از آنجایی که نویز فاز یکی از پارامترهای مهم تعیین کننده ی کیفیت یک نوسانساز میباشد، طراحی نوسان سازهایی با نویز فاز کمتر از اهداف مهم طراحان است. در میان اسیلاتورهای مختلف، نوسانسازهای Cross-Coupled LC بدلیل عملکرد نویز فاز بهتر، مصرف توان کمتر، ساختار تفاضلی و پیاده سازی آسان آن نسبت به سایر نوسان سازها نقش مهمی را در طراحی مدارات فرکانس بالا ایفا میکند. تلاشهای زیادی در راستای کاهش نویز فاز این نوسان سازها صورت گرفته است و تکنیکهای مختلفی نیز ارائه شده است. یکی از روشهای موثر کاهش اثر نویز ترانزیستور در فاز خروجی نوسان ساز، بهینه کردن فرم جریان آن میباشد. در این lrhgi ابتدا به بررسی نوسان ساز LC و منابع نویز آن پرداخته و سپس تکنیک شکلدهی جریان ترانزیستورها و نقش آن در کاهش نویز فاز نوسانساز بیان شده است. در ادامه ساختار جدیدی برای نوسان سازهای Cross-Coupled LC ارائه گردیده است که در آن جریان درین ترانزیستورهای زوج تفاضلی برای کاهش نویز فاز شکل دهی شدهاند. از آنجایی که وقتی خروجی ها در نقاط پیک خود قرار دارند منابع نویز کمترین سهم در نویز فاز را دارند، جریان درین ماکزیمم مقدار را دارد و در نقاط گذر از صفر خروجی که حساسیت فاز خروجی به نویز تزریق شده بیشترین مقدار خود را دارد، ترانزیستورها خاموش شده و یا حتیالامکان جریان ناچیزی را هدایت کنند. بدین طریق سهم نویز فاز ادوات فعال کاهش مییابد. در پایان معادله نویز فاز ساختار معرفی شده نیز استخراج گردیده است و نقش کاهش زاویه ی هدایت ترانزیستورها در کاهش نویز فاز بررسی شده است. برای ارزیابی تکنیک معرفی شده، یک اسیلاتورLC در فرکانس مرکزی ۲GHz در تکنولوژی TSMC CMOS ۰.۱۸ʽm در نرم افزار Agilent ADS طراحی و شبیه سازی شده و مورد ارزیابی قرار گرفته است نتایج آزمایشها نشان میدهد اسیلاتور پیشنهادی علاوه بر کاهش قابل توجه نویز فاز از نظر FOM نیز بر اسیلاتورهای کلاسیک برتری دارد.

کلیدواژه ها:

نویز فاز ، نوسان سازهای LC ، شکل دهی جریان ترانزیستور ، تابع حساسیت ضربه