Ιδρυματικό Αποθετήριο [SANDBOX]
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN  |  EL

Αναζήτηση

Πλοήγηση

Ο Χώρος μου

Σχεδίαση ταλαντωτή ελεγχόμενου από τάση LC-VCO χαμηλής κατανάλωσης στα 10 GHz για σσύρματη τηλεπικοινωνία σε τεχνολογία FDSOI

Agiorgousis Nikolaos-Dimosthenis

Απλή Εγγραφή


URIhttp://purl.tuc.gr/dl/dias/CC25F768-31CC-4ED9-BA40-42F08CE3D2C9-
Αναγνωριστικόhttps://doi.org/10.26233/heallink.tuc.98374-
Γλώσσαen-
Μέγεθος89 pagesen
Μέγεθος1.4 megabytesen
ΤίτλοςDesign of a low-power 10 GHz LC voltage controlled oscillator (LC-VCO) for wireless communications in FDSOI technology en
ΤίτλοςΣχεδίαση ταλαντωτή ελεγχόμενου από τάση LC-VCO χαμηλής κατανάλωσης στα 10 GHz για σσύρματη τηλεπικοινωνία σε τεχνολογία FDSOIel
ΔημιουργόςAgiorgousis Nikolaos-Dimosthenisen
ΔημιουργόςΑγιωργουσης Νικολαος-Δημοσθενηςel
Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής]Bucher Matthiasen
Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής]Bucher Matthiasel
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Bletsas Aggelosen
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Μπλετσας Αγγελοςel
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Kamoulakos, Georgeen
ΕκδότηςΠολυτεχνείο Κρήτηςel
ΕκδότηςTechnical University of Creteen
Ακαδημαϊκή ΜονάδαTechnical University of Crete::School of Electrical and Computer Engineeringen
Ακαδημαϊκή ΜονάδαΠολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστώνel
ΠερίληψηThe present thesis aimed to study, design, and simulate a voltage-controlled oscillator (VCO) for wireless communications at 10GHz. Almost the entire work was conducted at weasic Microelectronics S.A, which provided access to simulation tools and the process design kit. The proposed oscillator adopts an NMOS cross-coupled pair LC-VCO circuit which is implemented in a 22nm FD-SOI process known for its fully depleted silicon layer. This technology ensures superior power efficiency, mitigates short-channel effects and offers enhanced control over transistor electrostatics. Investigations revealed that the reduced temperature sensitivity of FD-SOI contributes to stable performance, critical for a high-performance LC-VCO. The initial specifications for implementing this specific VCO were to operate in a frequency range from 9.5GHz to 10.125GHz. Indeed, in this thesis, the operating frequencies range from 9.44GHz to 10.17GHz with a step of 4.8MHz. The phase noise at the operating frequency of 10GHz is quantified at -125.138dBc/Hz at a 1MHz offset with a tuned control voltage from 0.1V to 1.1V. The oscillator consumes 12.9mW with a 10.448mA DC current at a 1.24V supply voltage. The overall performance of the LC-VCO is compared to that of other published oscillators using quality indicators (Figures of Merit, FoM). In this thesis, after extensive investigations, such as parametric explorations and studies of cases, the significance of the quality factor became evident, both for the individual passive elements of the circuit and the overall system. It was revealed how this factor influences the performance of the overall design, determining it as the ’bottleneck’ of the system by influencing phase noise.en
ΠερίληψηΗ παρούσα διπλωματική εργασία είχε ως στόχο τη μελέτη, τον σχεδιασμό και την προσομοίωση ενός ταλαντωτή ελεγχόμενου από τάση (VCO) για ασύρματες επικοινωνίες στα 10GHz. Το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας πραγματοποιήθηκε στην στην εταιρεία weasic Microelectronics S.A:, η οποία παρείχε πρόσβαση στα πακέτα σχεδίασης και τεχνολογίας. Ο ταλαντωτής που σχεδιάστηκε υιοθετεί ένα κύκλωμα LC-VCO διασταυρούμενου ζεύγους NMOS και υλοποιείται σε τεχνολογία FD-SOI 22nm, γνωστή για το fully depleted στρώμα στο πυρίτιο. Αυτή η τεχνολογία διασφαλίζει υψηλή απόδοση ισχύος, αντιμετωπίζει αποτελεσματικά τα short-channel effects και προσφέρει ενισχυμένο έλεγχο επί της ηλεκτροστατικής των τρανζίστορ. Οι έρευνες αποκάλυψαν ότι η μειωμένη ευαισθησία στη θερμοκρασία της τεχνολογίας FD-SOI συμβάλλει στη σταθερή απόδοση, κρίσιμη για ένα LC-VCO υψηλής απόδοσης. Οι αρχικές προδιαγραφές για την υλοποίηση του συγκεκριμένου VCO ήταν να μπορεί να κυμαίνεται σε ένα εύρος συχνοτήτων από 9.5GHz έως 10.125GHz. Πράγματι, στην συγκεκριμένη διπλωματική εργασία, οι συχνότητες λειτουργίας κυμαίνονται στο φάσμα 9.44GHz έως 10.17GHz με βήμα 4.8MHz. Ο θόρυβος φάσης σε συχνότητα λειτουργίας τα 10GHz ποσοτικοποιείται στα -125.138dBc/Hz σε 1MHz απόκλιση, με μεταβλητή τάση ελέγχου από 0.1V έως 1.1V. Ο ταλαντωτής καταναλώνει 12.9mW με 10.448mA dc ρεύμα, σε τροφοδοσία 1.24V. Η συνολική απόδοση του LC-VCO συγκρίνεται με αυτή άλλων δημοσιευμένων ταλαντωτών, με την χρήση δεικτών ποιότητας (Figures of Merit, FoM). Σε αυτήν τη εργασία, μετά από εκτενείς έρευνες, όπως παραμετρικές προσομοιώσεις και μελέτες περιπτώσεων, έγινε εμφανές το πόσο σημαντικός είναι ο παράγοντας ποιότητας τόσο των επιμέρους παθητικών στοιχείων του κυκλώματος όσο και ολόκληρου του συστήματος. Αποκαλύφθηκε πώς αυτός ο παράγοντας επηρεάζει την απόδοση του συνολικού σχεδιασμού, χαρακτηρίζοντάς τον ως το ’bottleneck’ του συστήματος, λόγω της επίδρασής του στον θόρυβο φάσης.el
ΤύποςΔιπλωματική Εργασίαel
ΤύποςDiploma Worken
Άδεια Χρήσηςhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0/en
Ημερομηνία2023-12-19-
Ημερομηνία Δημοσίευσης2023-
Θεματική ΚατηγορίαVoltage controlled oscillator basicsel
Θεματική ΚατηγορίαVCO designen
Βιβλιογραφική ΑναφοράNikolaos-Dimosthenis Agiorgousis, "Design of a low-power 10 GHz LC voltage controlled oscillator (LC-VCO) for wireless communications in FDSOI technology", Diploma Work, School of Electrical and Computer Engineering, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2023en
Βιβλιογραφική ΑναφοράΝικόλαος-Δημοσθένης Αγιωργούσης, "Σχεδίαση ταλαντωτή ελεγχόμενου από τάση LC-VCO χαμηλής κατανάλωσης στα 10 GHz για σσύρματη τηλεπικοινωνία σε τεχνολογία FDSOI", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2023el

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες

Στατιστικά