تحلیل و طراحی حلقه ی قفل شده در فاز عدد کسری بر مبنای مدولاتور سیگما دلتا
چکیده
ترکیب کننده فرکانسی حلقه ی قفل فاز (pll) یکی از بخش های مهم در سیستم های فرستنده/ گیرنده ی بیسیم است. این المان به عنوان یک اسیلاتور محلی(lo) برای انتقال فرکانسی و انتخاب کننده ی کانال در فرستنده/ گیرنده ها استفاده می شود. این ترکیب کننده ها معمولأ دارای نویز فاز همراه با شاخک می باشند. این پایان نامه شامل طراحی کاملأ مجتمع از یک ترکیب کننده فرکانسی کسری در سطح سیستمی و مداری است. هدف این پایان نامه، طراحی المان های pll، برای داشتن نویز فاز پایین، توان مصرفی کم و طیف خروجی خالص است. با استفاده از یک مدولاتور سیگما-دلتا مرتبه بالا، حلقه ی قفل فاز کسری دارای رزولوشن فرکانسی خوب و زمان قفل سریع است. براساس تحلیل مدل های سیگما-دلتا، یک مدولاتور سیگما-دلتا دیجیتال mash1-1-1 مرتبه سوم طراحی شده است. مدولاتور سیگما-دلتا mash دیجیتال برای جلوگیری از تولید شاخک در طیف خروجی ترکیب کننده های فرکانسی استفاده می شود، برای کاهش شاخک ها روشی استفاده شده تا نشان دهد که یک معماری mash، m بیتی لرزش داده شده به وسیله ی یک شیفت رجیستر خطی فیدبک دار ساده (lfsr)، می تواند موثرتر از تپولوژی های پیچیده باشد، البته اگردر مسیری اضافه شود که متناوب بودن خروجی را از بین ببرد. علاوه براین، برای صرفه جویی در مساحت و توان مصرفی، از روش های پایپ لاین کردن و tspc استفاده شده است. همچنین، دو روش برای عملکرد بهتر آشکارساز فاز و فرکانس ارائه شده و برای رفع ناهمسانی ناشی از غیرخطی بودن pfd/cp یک آشکار ساز فاز وفرکانس در سطح مداری و با استفاده از ترانزیستورهای cmos پیشنهاد داده شده است تا شاخک مرجع را در خروجی ترکیب کننده کاهش دهد. از مزایای مدولاتور سیگما-دلتا برای داشتن رزولوشن فرکانسی خوب و پهنای باند حلقه ی نسبتأ بزرگ استفاده شده است. این ترکیب کننده ی فرکانسی یک cpll مرتبه 4 با فرکانس مرجع 26mhz است. پهنای باند حلقه در حدود 150khz است نویز فاز در آفست فرکانسی 1mhz در حدود 115dbc/hz -است.