Integrated voltage-controlled oscillator for PLL applications

Abstract

Työn tarkoituksena oli suunnitella ja toteuttaa integroitu jänniteohjattava oskillaattori (VCO), joka soveltuu tietoliikennelaitteissa käytettäviin vaihelukkosovelluksiin. Erityisesti työssä keskityttiin mahdollisimman pienikohinaisen ja jitteriominaisuuksiltaan riittävän oskillaattorin suunnitteluun, samalla pyrkien mahdollisimman yleiskäyttöiseen ja laajella taajuusalueella toimivaan ratkaisuun.

Ratkaisuna asetettujen vaatimusten saavuttamiseksi käytettiin vähäkohinaista, virta - ohjattua relaksaatio-oskillaattoria. Oskillaattorin ohjaus toteutettiin kaksivaiheisesti siten, että digitalisella karkeasäädöllä valitaan haluttu keskitaajuus ja varsinaista vaihelukkosovelluksessa käytettävää säätöä kontrolloidaan epäherkällä OTA - vahvistimella. Tällä ratkaisulla oskillaattorin taajuutta voitiin säätää rajoitetusti valitun keskitaajuuden ympärillä.

Varsinaisena suunnitteluvaatimuksena pidettiin 100 MHz:n keskitaajuutta johon oskillaattorin tuli kyetä kaikissa lämpötiloissa sekä mahdollisissa prosessivariaatioissa. Lisäksi karkeasäädön askelkoko mitoitettiin riittävän pieneksi siten, että taajuuskaistan jatkuvuus voitiin taata.