Realization of a voltage controlled oscillator using 0.35 ?m SiGe-BiCMOS technology for multi-band applications
0.35 ?m SiGe-BiCMOS teknolojisi kullanılarak çoklu band uygulamaları için gerilim kontrollü osilatör devresinin gerçeklenmesi
- Tez No: 215838
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Elektronik Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 85
Özet
Kablosuz iletişim piyasasındaki büyüme, 100 MHz'lerden GHz'lere kadar uzanan geniş frekans bandında çalışan standardlarıda beraberinde getirdi. Bu frekans bandındaki uygulamalardan bazıları; GSM, Bluetooth ve WLAN'dır. Kablosuz sistemlerin böylesine karmaşık spektrumlarda çalışabilmesi için akıllı RF devrelerine ihtiyaç vardır. Bunun sonucu olarak birçok standartta çalışabilen ve bunları tek yapıda toplamış radyo frekansında devrelere ihtiyaç artmıştır. En çekici rf bloklarından biri olan dar bandlı osilatör devreleri yerini çok bandlı devrelere bırakmıştır. Çok standartlı alıcı verici devreleri düşük güç tüketimli, düşük faz gürültülü ve yapılandırılabilir osilatörlere kritik bir rol vermiştir. Bunun yanı sıra sistemin maliyet açısından da efektif olması gerekmektedir. Maliyet ve entegrasyon söz konusu olduğunda Silikon tabanlı teknolojiler ön plana çıkmaktadır. Heterojen bipolar transistörlerin (HBT), CMOS ve pasif elemanların entegrasyonundaki rahatlık da bu teknolojinin avantajlarındandır.Bu tezde, 2,2-5,7 GHz frekans aralığında çalışabilen çok kanallı diferansiyel LC gerilim kontrollü osilatör devresi (0.35 ?m SiGe-BiCMOS teknolojisi kullanılarak) tasarlanmıştır. Aynı topoloji içerisinde endüktans ve kapasitans anahtarlama, geniş bandlı osilatör devrelerinde yeni bir yaklaşımdır. Devrenin serim sonrası sonuçlarında, beş farklı frekans band aralığında (2.27-2.51 GHz, 2.48-2.78GHz, 3.22-3.53GHz, 3.48-3.91GHz ve 4.528-5.7GHz) maksimum 1.36 GHz ve minimum 300MHz band genişliğinde çalıştığı gözlemlenmiştir. Devre, 0.992 dBm ve -6.087 dBm arasında değişen diferansiyel çıkış gücüne sahiptir. Ayrıca, buffer katı da dahil olmak üzere ortalama 44.21 mW güç tüketimi vardır. Faz gürültüsü değerleri 1 MHz offset frekansında, seçilen frekans bandına göre -110.45 den -122.5 dBc/Hz 'e kadar değişmektedir. Bunun yanında osilatör için en önemli parametreleri içinde bulunduran figure of merit (FOM), kıyaslanan osilatörlerle hemen hemen aynı veya daha iyi bulunmuştur. Bu çalışmayı öne çıkaran en önemli faktör alan ve FOM `den taviz vermeksizin beş farklı frekans bandında çalışabilen bir yapı olmasıdır.
Özet (Çeviri)
The stable growth in wireless communications market has engendered the interoperability of various standards in a single broadband frequency range from hundred MHz up to several GHz. This frequency range consists of various wireless applications such as GSM, Bluetooth and WLAN. Therefore, an agile wireless system needs smart RF front-ends for functioning properly in such a crowded spectrum. As a result, the demand for multi-standard RF transceivers which put various wireless and cordless phone standards together in one structure was increased. The demand for multi-standard RF transceivers gives a key role to reconfigurable wideband VCO operation with low-power and low-phase noise characteristics. Besides agility and intelligence, such a communication system (GSM, WLAN, Global Positioning Systems, etc. ) required meeting the requirements of several standards in a cost-effective way. This, when cost and integration are the major concerns, leads to the exploitation of Si-based technologies.In this thesis, an integrated 2.2-5.7GHz Multi-band differential LC VCO for Multi-standard Wireless Communication systems was designed utilizing 0.35µm SiGe BiCMOS technology. The topology, which combines the switching inductors and capacitors together in the same circuit, is a novel approach for wideband VCOs. Based on the post layout simulation results, the VCO can be tuned using a DC voltage of 0 to 3.3V for 5 different frequency bands (2.27-2.51 GHz, 2.48-2.78GHz, 3.22-3.53GHz, 3.48-3.91GHz and 4.528-5.7GHz) with a maximum bandwidth of 1.36GHz and a minimum bandwidth of 300MHz. The designed and simulated VCO can generate a differential output power between 0.992 dBm and -6.087 dBm with an average power consumption of 44.21mW including the buffers. The average second and third harmonics level were obtained as -37.21 dBm and -47.6 dBm, respectively. The phase noise between -110.45 and -122.5 dBc/Hz, that was simulated at 1 MHz offset, can be obtained through the frequency of interest. Additionally, the figure of merit (FOM), that includes all important parameters such as the phase noise, the power consumption and the ratio of the operating frequency to the offset frequency, is between -176.48 and -181.16 and comparable or better than the ones with the other current VCOs. The main advantage of this study in comparison with the other VCOs, is covering 5 frequency bands starting from 2.27 up to 5.76 GHz without FOM and area abandonment.
Benzer Tezler
- Design and realization of fully integrated multiband multistandard Bi-CMOS sigma delta frequency synthesizer
Tamamen tümleşik çok bantlı ve çok standartlı Bi-CMOS sigma delta frekans sentezleyicisi tasarımı ve gerçeklemesi
EMRE ÖZEREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Design, simulation and realization of an on screen display IC
Bir ekran üzerine görüntüleme tümdevresinin tasarım, simülasyon ve gerçeklenmesi
MURAT GÜVEN
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AVNİ MORGÜL
- Design of various VCO topologies and performance comparison at 2.4 GHz
Farklı yapılarda VCO tasarımları ve 2.4 GHz'de performans karşılaştırması
MEHMET BATI
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİL TARIM
- Dron için RF karıştırıcı tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and realization of jammer for drone
MÜMİN YAŞAR AYAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCAN YALDIZ
- Gerilim izleyicili akım fark kuvvetlendiricisi (CDBA)
Current differencing buffer amplifier (CDBA) and oscillator implementations
ABDULKADİR PAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. CEVDET ACAR