Matalan tehonkulutuksen taajuusreferenssit kapasitiiviseen anturisovellukseen
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2005
Department
Major/Subject
Piiritekniikka
Mcode
S-87
Degree programme
Language
fi
Pages
xiv + 76 s. + liitt. 7
Series
Abstract
Diplomityössä on suunniteltu kaksi taajuusreferenssiä, SYSCLK ja MCUCLK, jotka muodostavat kellogeneraattorin kapasitiiviseen anturisovellukseen. Työn alussa esitellään oskillaattoreihin liittyvää perusteoriaa. Tämän jälkeen tarkastellaan parhaiten kyseisiin taajuusreferensseihin soveltuvia oskillaattorityyppejä. SYSCLK:n suunnittelua ohjaa tehonkulutuksen minimoiminen ja vastaavasti MCUCLK:n suunnittelun lähtökohtana on taajuuden säätöalueen kattaminen käyttöjännitteen, lämpötilan ja prosessin vaihteluista huolimatta. Työssä esitellään taajuusreferenssien piiritoteutukset sekä mihin liittyvät simulointitulokset. Virrankulutuksen lisäksi SYSCLK:n tapauksessa perehdytään erityisesti taajuusstabiiliuteen ja vaihekohinaan. Vaihekohinaominaisuuksia tutkitaan transienttikohinasimulaatioiden sekä virtaimpulssimenetelmän avulla. MCUCLK:n laajalla säätövaralla pyritään kompensoimaan huono taajuusstabiilius sekä prosessivaihteluiden vaikutukset. Työssä toteutettiin kaksi taajuusreferenssiä 0,13 µm:n CMOS-puolijohdeprosessilla, jossa on käytössä korkealaatuiset analogiakondensaattorit ja korkearesistiiviset polypiivastukset. Prosessointivirheen vuoksi SYSCLK:n normaalitilan toimintaa ei voitu varmentaa mittauksin. Ulkoisella referenssivirralla saadut virrankulutukseen ja vaihekohinaan liittyvät mittaustulokset vastaavat kuitenkin hyvin simuloituja tuloksia. MCUCLK:n toiminta voitiin varmentaa täydellisemmin ja mittaustulokset täsmäävät hyvin simuloitujen arvojen kanssa.Description
Supervisor
Halonen, KariThesis advisor
Laiho, MikaKeywords
integrated circuits, integroidut piirit, frequency reference, taajuusreferenssi, oscillator, oskillaattori, phase noise, vaihekohina, current impulse method, virtaimpulssimenetelmä