ارائه کننده: فائزه سادات حسینی
استاد راهنما: دکتر امیر نیک پیک
استاد ناظر داخلی: دکتر سعید سعیدی
استاد ناظر خارجی: دکتر صمد شیخائی (دانشگاه تهران)
تاریخ: 1401/12/15
ساعت: 16:30
مکان: سایت دانشکده مهندسی صنایع

چکیده:

حلقه‌های قفل فاز نوع یک به دلیل پایداری ذاتی، نیاز به خازن بزرگ ندارند و به همین دلیل فضای اشغالی آن‌ها نسبت به حلقه‌های قفل فاز نوع دو کمتر است. همچنین می‌توان پهنای باند حلقه را نیز به‌راحتی افزایش داد بدون آنکه برای پایداری حلقه مشکلی ایجاد شود. اما مشکل اصلی این حلقه‌ها سطح شاخک مرجع در خروجی حلقه است که به دلیل محدود بودن بهرة DC حلقه، قفل‌شدن با اختلاف‌فاز غیرصفر رخ می دهد و در نتیجه روی ولتاژ کنترلی اعوجاج ایجاد می‌شود. در این پایان‌نامه تکنیکی جهت تضعیف سطح شاخک مرجع خروجی ارائه شده است و با استفاده از دو مسیر که هارمونیک‌هایی با فازهای خلاف یکدیگر تولید می‌کنند، میزان اعوجاج در ولتاژ کنترلی و در نتیجه سطح شاخک مرجع در خروجی کاهش پیدا کرده است. ایدة اصلی به این صورت است که هارمونیک‌های دو مسیر در گرة ولتاژ کنترلی با یکدیگر جمع شده و با حذف مولفه‌های سینوسی، در نهایت یک ولتاژ DC بدون اعوجاج به نوسان‌ساز کنترل‌شونده با ولتاژ اعمال می‌شود. چون مقدار DC گفته شده فقط از یک مسیر تعیین می‌شود و مقدار DC مسیر دوم به کمک یک فیلتر بالاگذر حذف می شود، بعد از افزودن مسیر دوم در رفتار قفل حلقه تغییری ایجاد نخواهد شد و تنها مقدار مولفه‌های سینوسی ولتاژ کنترلی حذف خواهد شد. استفاده از این تکنیک باعث شده تا بدون نیاز به بلوک‌های پیچیدة آنالوگ یا دیجیتال، سطح شاخک مرجع خروجی در فرکانس‌های f_ref و 2f_ref به ترتیب به میزان 19.3dB و 45.552dB تضعیف یابد. همچنین تضعیف شاخک مرجع محدود به این دو فرکانس نیست و در تمام مضارب فرکانس مرجع قابل مشاهده است. علت تضعیف بیشتر در فرکانس های زوج نیز استفاده از گیت XOR به عنوان آشکارساز فاز است که در هر دو لبه کار می کند و فرکانس خروجی آن دو برابر فرکانس مرجع خواهد بود. حلقة قفل فاز پیشنهادی در فرکانس 2.56GHz و در تکنولوژی 65nm پیاده‌سازی شده است و میزان توان مصرفی آن حدود 2.34mw است. مقدار نویز فاز آن در آفست 1MHz، -120dBc/Hz است. همچنین مقدار لرزش حلقه حدود 214fs و در نهایت مقدار FOM حلقه حدود -249.712 به دست می‌آید.