Integroitu kantoaalto-oskillaattori kapasitiivisen kiihtyvyysanturin lukuelektroniikkaan

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Location:
P1 Ark S80

Authors

Date

2007

Department

Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto

Major/Subject

Piiritekniikka

Mcode

S-87

Degree programme

Language

fi

Pages

viii + 58

Series

Abstract

Tässä diplomityössä on suunniteltu GmC-oskillaattori kantoaallon tuottamiseksi jatkuva-aikaisen voimatasapainoitetun kapasitiivisen kiihtyvyysanturin lukuelektroniikkaan. Työn alussa esitellään voimatasapainoitetun kiihtyvyysanturin lukuelektroniikkaa lohkokaaviotasolla sekä tyypillisimpiä megahertsien taajuudella toimivia integroituja oskillaattoreita. Kolme erilaista yleisesti käytettyä vaihekohinateoriaa käydään läpi ja näiden perusteella valitaan työssä käytetty vaihekohinan analysointimenetelmä. Erityyppisten oskillaattoreiden vaihekohinaominaisuuksia vertaillaan lyhyesti luetun kirjallisuuden pohjalta. GmC-oskillaattorit rakentuvat siirtokonduktansseista, joiden käytännönrakenteita ja linearisointimenetelmiä esitellään. Työn lopussa esitellään toteutetun GmC-oskillaattorin suunnittelu sekä mittaustulokset. GmC-oskillaattori suunniteltiin toimimaan kolmen megahertsin taajuudella. Sekä taajuus että amplitudi tehtiin digitaalisesti säädettäväksi. Lämpötilavaihtelut minimoitiin käyttäen lämpötilasta riippuvaa virtareferenssiä sekä hyödyntäen transistorien luonnollista lämpötilariippuvuutta. Oskillaattorille suunniteltu puskurointipiiri mahdollistaa suuren kapasitiivisen kuorman. Työssä toteutettiin GmC-oskillaattori 0,7 µm:n CMOS-puolijohdeprosessilla, jossa on käytössä kolme metallikerrosta. Mittausten perusteella oskillaattori toimii 2,4 - 5 MHz taajuudella amplitudin pysyessä 3 MHz:n taajuudella 7 %:n tarkkuudella säädetyssä arvossa lämpötila-alueella -40 - +85 °C.

Description

Supervisor

Halonen, Kari

Thesis advisor

Aaltonen, Lasse

Keywords

oscillator, oskillaattorit, phase noise, siirtokonduktanssi, amplitude noise, kiihtyvyysanturi, accelerometer, vaihekohina, transconductor, amplitudikohina

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120553361

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK