طراحی و شبیه‌سازی نوسان‌ساز کنترل‌شده با ولتاژ کلاس C با تنظیم دیجیتالی با نویز فاز بهبودیافته

Abstract

در این مقاله آرایشی جدید برای نوسان‌ساز کنترل‌شده با ولتاژ LC کلاس-C ارائه شده است که دارای مزیت شروع نوسان مناسب، کاهش نویز فاز و افزایش دامنه می‌باشد. استفاده هم‌زمان از دو روش خازن ورکتور با قابلیت تنظیم دیجیتالی و مدار تانک مرتبه چهار باعث شده که نوسان‌ساز کلاس-C پیشنهادی از نظر نویز فاز، عملکرد بسیار بهتری نسبت به سایر ساختارهای نوسان‌ساز LC داشته باشد. فیدبک دامنه به‌کاررفته در ساختار پیشنهادی سبب بهبود نویز فاز و توان مصرفی می‌شود ساختار پیشنهادی قادر به کار در بازه فرکانسی GHz 3.2 تا 4.2 GHz با بایاس گیت 0.5 V تا 1 V است. برای اینکه مشخص شود مدار پیشنهادی تا چه اندازه درمقابل تغییرات پروسه (PVT) مقاوم است، مقایسه نویز فاز مدار علاوه‌بر گوشه تکنولوژی TT@ 25°C در گوشه‌های تکنولوژی FF@ -40°C و SS@ 85°C نیز به‌ازای آفست فرکانسی 1 MHz شبیه‌سازی گردید. ازطرف‌دیگر برای این‌که تخمینی از اثر غیرایده‌آلی‌های مدار بر روی محدوده تغییرات به دست آید از شبیه‌سازی مونت‌کارلو با تعداد 50 نمونه استفاده گردید. در این شبیه‌سازی فرض شد که خازن‌ها و سلف‌ها به‌ترتیب دارای توزیع گوسی با میزان انحراف‌ازمعیار 5± و 10± درصد هستند. نوسان‌ساز کنترل‌شونده با ولتاژ در تکنولوژی 180nm , TSMC CMOS طراحی و توسط نرم‌افزار ADS شبیه‌سازی و ارزیابی شده است.