Integroitu vaihelukittu silmukka resonanssiin perustuvan anturin luku- ja ohjausjärjestelmään

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

Authors

Date

2004

Department

Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto

Major/Subject

Piiritekniikka

Mcode

S-87

Degree programme

Language

fi

Pages

102

Series

Abstract

Diplomityössä on suunniteltu integroitu varauspumpputyyppinen vaihelukittu silmukka (PLL), jolla tuotetaan mekaanisen anturirakenteen luku- ja ohjauselektroniikan tarvitsemat kellosignaalit. Työn alussa esitellään resonanssiin perustuvan anturin rakennetta ja tarkastellaan resonaattorilta saatavan signaalin käyttöä vaihelukitun silmukan taajuusreferenssinä. Anturin ohjaukseen vaatiman elektroniikan esittelyn jälkeen tarkastellaan vaihelukitun silmukan toimintaperiaatetta sekä esitellään PLL:n lohkotason suunnittelu yksityiskohtaisesti. Suunniteltu PLL analysoidaan vaihekohinaominaisuuksiltaan teoreettisesti ja näin saatavia arvoja verrataan sekä mittaus- että simulointituloksiin. PLL suunnitellaan matalataajuisesta referenssistä huolimatta mahdollisimman pieneen pinta-alaan ja tuottamaan enintään 256 kertaa referenssitaajuinen kellosignaali. Referenssitaajuuden vaihtelualueeksi eli PLL:n lukittumisalueeksi suunnitellaan 5-10 kHz. Pienen pinta-alan saavuttamiseksi toteutetaan vaihelukittu silmukka rakenteeltaan ei-differentiaalisena, jolloin PLL:n alaltaan suurimman lohkon, suodattimen, toteuttaminen pienikokoisena on mahdollista. Vaihekohina-analyysin pohjalta voidaan todeta matalan referenssitaajuuden vaikeuttavan myös matalakohinaisen PLL:n suunnittelua erityisesti, jos PLL:ltä vaaditaan suuri lukittumisalue. Työssä toteutettiin vaihelukittu silmukka 0,7 µm:n CMOS-puolijohdeprosessilla, jossa on käytössä kaksi polypii- ja kaksi metallikerrosta. Mittausten perusteella PLL:n voitiin todeta lukittuvan vakioasetuksilla 3-12 kHz:n referenssitaajuuksille. Toteutetusta PLL:stä saadut mittaustulokset tukevat esitettyä teoriaa.

Description

Supervisor

Halonen, Kari

Thesis advisor

Saukoski, Mikko

Keywords

integrated circuits, integroidut piirit, phase locked loop, vaihelukittu silmukka, resonating sensor, resonanssiin perustuva anturi, phase noise, vaihekohina, lock range, lukittumisalue

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120450693

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK