Μελέτη και σχεδιασμός διαιρετών συχνότητας για χρήση σε PLL για εφαρμογές σε χιλιοστομετρικές ασύρματες τηλεπικοινωνίες
Creators: name: Αθανασιάδης, Παύλος Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Διαιρέτης συχνότητας
Χιλιοστομετρικές εφαρμογές
Αυτοπροσαρμοζόμενοι διαιρέτες συχνότητας
Frequency dividers
mm-wave applications
adjustable frequency dividers

description: Tις τελευταίες δεκαετίες είναι ιδιαίτερα σημαντική η πρόοδος που παρουσιάζει ο κλάδος των εμπορικών τηλεπικοινωνιακών συστημάτων. Ο κορεσμός του συχνοτικού φάσματος από τις υπάρχουσες υπηρεσίες τηλεπικοινωνιών ώθησε την έρευνα σε ανάπτυξη συστημάτων που λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες, άνω των 30GHz, δηλαδή σε χιλιοστομετρικά μήκη κύματος. Τέτοιου είδους συστήματα υπόσχονται πολύ μεγαλύτερους ρυθμούς μετάδοσης δεδομένων από ότι οι αντίστοιχες ήδη υπάρχουσες μικροκυματικές. Είναι γνωστό ότι στοιχείο-κλειδί των τηλεπικοινωνιακών συστημάτων είναι ο βρόχος κλειδωμένης φάσης (PLL). Έτσι στα πλαίσια αυτής της εργασίας γίνεται μια προσπάθεια μελέτης και ανάπτυξης διαιρετών συχνότητας, για PLL, σε χιλιοστομετρικές εφαρμογές. Αρχικά σχεδιάστηκε ένας προδιαιρέτης, ικανός να διαιρέσει συχνότητες μεταξύ 41GHz με 53GHz. Ο προδιαιρέτης αυτός αποτελείται από έναν στατικό διαιρέτη με λόγο διαίρεσης 4 και από έναν διαιρέτη δυο λόγων διαίρεσης 8/9, των οποίων οι επιδόσεις είναι αρκετά ικανοποιητικές, σύμφωνα με προσομοιώσεις. Ακόμη, στα πλαίσια της εργασίας προτείνονται δύο τοπολογίες αυτοπροσαρμοζόμενων διαιρετών. Προσομοιώσεις έδειξαν ότι οι προτεινόμενοι διαιρέτες έχουν εξαιρετικά μεγάλο δυναμικό εύρος συχνοτήτων με τον πρώτο να λειτουργεί στην περιοχή μεταξύ 28GHz-80GHz, ενώ για τον δεύτερο το αντίστοιχο εύρος είναι 15GHz-60GHz. Πρέπει να σημειωθεί ότι ο δεύτερος διαιρέτης παρουσιάζει μέγιστη κατανάλωση ισχύος τα 6,5mW. Τμήματα των παραπάνω τοπολογίων υλοποιήθηκαν σε επίπεδο φυσικού κυκλώματος και προσομοιώθηκαν λαμβάνοντας υπόψη τα παρασιτικά φαινόμενα που δημιουργούνται, με πολύ ικανοποιητικά αποτελέσματα.
description: There is remarkable progress accomplished in the field of telecommunication systems for the last decades. Saturation of spectrum by communication services led research to higher frequencies than 30GHz, in mm-waves. Systems able to operate at mm-waves promise higher transmission data rates than these at microwaves. Recognizing that PLL is a key element of modern wireless communications there’s being an effort to optimize its performance by increasing both its operation frequency and its dynamic range. This work is dedicated on the development of frequency dividers for PLL in mm-wave applications. A prescaler was designed, using a static divide by 4 divider and a dual-modulus 8/9 divider, showing remarkable performance. Its dynamic range is at 41GHz-53GHz. A novel ultra wide band adjustable frequency divider was also implemented during this work. It came up with in two versions, with the first operating at 28GHz-80GHz and the second, which has maximum power dissipation 6.5mW, operating at 15GHz-60GHz. Layout was designed for parts of the above topologies and post-layout simulations where performed leading to very satisfying results.