F sclatr Osclatr služe da se pću jedserh zvra za apajaje dbju perdč sgal eća sclatra krst pztvu pvratu spregu za geersaje sclacja Osclatr se dele a sclatre sa pdeše selektv kla (Tued a e kj eaju selektva kla (Utued U prv se ubčaje geeršu susdal vreesk blc, a u drug pravuga vreesk blc Selektvaklagudaserealzujusa,S,kla,lpćuklasakrstala Osclatr sa eselektv kla su relaksac rg sclatr Osclatr Selektv Neselektv S Krstal elaksac g Osv čc u terj sclatra jesu uslv zapčjaja sclacja, učestast sclvaja, državaje apltuda sclacja ću alh sgala se že dredt uslv sclvaja učestast sclvaja Apltuda sclacja harjska zblčeja sgala a zlazu sclatra se dređuju pću elearh etda re ktrlg apa, l struje, gu da se dbju apsk ktrlsa sclatr(o, l struj ktrlsa sclatr(io F elektrka, Ideal sclatr (rezatr j v σ d v ešeje dferecjale jedače lžaj plva dv d v vdt v dt dt dt v s ( ϕ v t t, ± s s j ( ( v v Apltuda sclacja je dređea pčet ap a kdezatru, a pšt u klu ea gubtaka apltuda sclacja je kstata eal rezatr (sa gubca u sclatr klu v dv vdt j dt v lžaj plva ešeje dferecjale jedače σ d v dv d v dv v α v dt dt dt dt α, α ± α α ± s s s j j αt s( ϕ v t e t α - sclacje se sajuju sa vree F elektrka,
Kl scluje jer je u pčet treutku u jeu pstjala eergja Zbg dspacje a tprst, sclacje ščezavaju sa vree Da b sclval sa kstat apltud, u kl se ra ddat eergja kja treba da adkad sagu zdsprau a tprku v Održavaje sclacja u klu pću egatve tprst a der lv sclatr: f v a v b v 3 v v e αt Nelear tprk u kl krdatg pčetka a egatvu kreetalu tprst(prvdst d < dv d a a b dv 3, b dv vdt Gv f ( v dt v ( d v df v dv d v dv G v G a 3b v v dt dv dt dt dt Da l su zadvlje uslv za sclvaje? r tpčjaju sclacja je 3 f v a v b v a v, tak da je d v dv s s G a v a G a G dt dt, ε a F elektrka, 3 Nralzva plv Kada je < ε < p, s, ε ε ± j ε -a der lv paraetar plv su u desj plurav kplekse učestast sclacje će tpčet Klk zs apltuda sclacja? U ustalje staju je G G, gde je G prvdst eleare tprst Na učestast sclvaja je t a t b t dakle se dbja ( 3 3 cs cs cs ( b t a t t t 4 ( cs( cs( 3cs( cs( 3 3 3 3 b cs( cs cs 3 4 4 t a b t t ( ( I 3 G a b 4 Apltuda sclacja a učestast sclvaja se dbja z uslva 3 4 a G G G ( G a b 4 3 b 3 F elektrka, 4
Zbg pstjaja segeta sa pztv tpršću a karakterstc eleare tprst, gu se zjedačt gubc a elearj tprst sa aktv sag kja se ddaje u kl u slučaju dealg rezatra(g Apltuda sclacja je tada Z ealzacja egatve pedase Z M Ekvvalet kl t I t ( j g j 4 a 5 3 b g Ddavaje duktvst u kl dbja se sclatr: Z t I t g s t I t I t s g s s s Z Z M g g F elektrka, M M 5 larzacja lpttsvh sclatra sa zajedčk srs, zajedčk drej zajedčk gejt: M M GG M GG arazte kapactvst MOS trazstra gs, gb, gd db se lak uključuju u zraze za učestast uslv za tpčjaje sclacja gs gb db gd Na st ač se plarzuju lpttsv sclatr sa bplar trazstra I Q BB Q BB Q I Izraz za uslv sclvaja učestast sclvaja su stkadaje << rπ F elektrka, 6
Barkhausev krterju A( s β ( s ut jačavač sa pvrat spreg A r ( s ut s A s s β s A s Kada je fukcja reakcje jedaka ul β s A s, tada je ptreba pbud geeratr da b sedbapazlazu,aklsepašakasclatrkjsclujeaučestastzakjuje ( β j A j β j A j, I β j A j Za tpčjaje sclacja u klu kruž pjačaje a učestast sclvaja treba da bude jeda ( ( βa j βa j, I βa j arg βa j kπ, k,, A β (s U sclatra je beta reža selektva že se aprksrat fltr prpusk psega učestast Uslv učestast sclvaja ( / ( / Ks Q β ( s s s Q βa j Aβ j j / Q AK K / A, Ak je dstupaje faze karakterstke pjačavača sclvaja? φ, klka je relatva prea učestast F elektrka, 7 elatva prea učestast sclvaja se dbja a svu zavsst faze karakterstke kružg pjačaja d učestast π ( / Q βa j ( βa j arctg AK ( / Q j ϕ arg j( / Q ( ( / ( ( dϕ Q Q d Q 4 3 dφ Q Q d Q φ dφ Q φ φ d Q elatva prea učestast sclvaja se sajuje sa pvećaje Q-faktra sclatrg kla Na vj sb pčva stablzacja učestast sclvaja sclatra sa krstala kvarca, kj aju Q-faktrreda 6 Određvaje apltude sclacja u ustalje staju G ( Mdel: G - traskduktasa pjačavača, Z - selektva pedasa F elektrka, β I ut ( j Z ( j ut Da b kl prsclval p uključeju apajaja, du kružg pjačaja a učesta sclvaja treba da bude već d jeda GZ ( j β ( j > des zbr elearst pjačavača se pstže da prast apltude sclacja dvd d sajeja pjačaja pjačavača, sa t kružg pjačaja 8
G j Ge Z Z e jφ jφ Z G β j β e Apltuda sclacja se dređuje z uslva GZ ( j β ( j F elektrka, GZ j β j, φg φz φβ kπ, k,, Na učestast sclvaja je β ( j Z ( j βz pa se apltuda sclacja a ulazu dređuje a svu traskduktase pjačavača βzg jφ β Traskduktasa pjačavača, u pšte slučaju, zavs d ulazg apa (rada tačka d učestast Zbg selektvst sclatrg kla kstate apltudske faze karakterstke beta reže u kl, že se satrat da je a ulazu pjačavača prsuta prstperdča sgal v ( t cs ( t Traskduktasa pjačavača je eleara fukcja ulazg apa, pa je cs ( cs( t I I t I t OUT D π I t t dt f ( cs( cs( OUT π π G G βz 9 Apltuda sclacja a zlazu sclatra a učestast sclvaja je / β j / β ut Apltuda sclacja u lpttsv sclatru u spju sa zajedčk srs M I D ~ g Krstće deala del trazstra Trazstr rad u klas, a uga prvđeja struje dreja je θc I d D T GS θ / / θ π θ t Struja dreja je razlčta d ule kada je D v GS > T, pa je θ θ g ( vgs T, θ θ θ π θ, θ π Zbg selektvst sclatrg kla se že satrat da je preljva kpeta apa a gejtu susdala vgs cs( t G cs( t cs θ T F elektrka,
sle see se dbja da je struja dreja D θ θ θ g csθ cs, θ θ θ π θ, θ π Struja dreja je perdča fukcja vreea, pa se pću Furervh redva že dbt jea sredja vredst apltuda fudaetala I D θ θ g θ θ ID csθ cs dθ s θ cs π θ π θ θ g s θ θ θ g g csθ cs csθdθ θ cs sθ π π g I θ θ π D s θ θ Traskduktasa trazstra za velk sgal a učestast fudaetala zs ID g G ( θ sθ π Tak da je ralzvaa traskduktasa G θ sθ G arccs T θ g π F elektrka, Na slc je prkazaa zavsst ralzvae traskduktase a učestast sclvaja u fukcj apltudeapaagejtu,kadajet5 Na svu prethdh razatraja je dbjea učestast uslv sclvaja g tpčjaju sclacja je g U ustalje staju je a buduć da je se se dbja F elektrka, G G g θ sθ π g π ( θ sθ ( Na svu jedsere vredst struje dreja I g θ θ s cs π B ID θ
dbja se apltuda apa a gejtu θ sθ θ θ s θ cs I ( Na slc je prkazaa zavsst ralzvae apltude apaagejtu,gdeje θcustepea θ sθ f ( θ θ θ s θ cs Maksala vredst apltude se a kada θ I θ B r al uglva prvđeja struje dreja, apltuda fudaetala je prblž dva puta veća d jee sredje vredst π π ID D θ cs θ d θ D ( θ d θ ID IB π π rethd zraz e zavs d tga kj tp trazstra je uptreblje u sclatru, tak da je za bplar trazstr ID I I I B B G t G gbjt g π π t BJT B F elektrka, 3 MOSFET sa dug kaal: G gmos H GS T g MOS H MOSFET sakratkkaal: g MOS SH IB GS T O IB G g GS T MOS SH GS T O Apltuda sclacja u lpttsv sclatru u spju sa zajedčk gejt B M v g t I Uslv učestast sclvaja se dbja pću kružg pjačaja u kl re rade tačke βa / r g r jx S jx Z ZS S t Trasfracja kapactvg razdelka u ekvvalet trasfratr X S X X S X X S S S : >> X X /, X X S S S S S S : << X X /, X X Kršćeje prethdh relacja kl za dređvaje kružg pjačaja pstaje F elektrka, 4
p r x p xs p xp p x : r xs x >> g << x xp x x x xs Ekvvalet kl: p gt r x : r eq r βa βa( j t βa j r ( j g t ( j g ( g g g Osclatr rad u klas, struja dreja je perdča fukcja, pa je ( ( t I a cs k t b s k t D D k k k F elektrka, π I ( θ dθ I D D π π 5 θ I d / D / θ π θ t π a θ kθ dθ k cs s π π D π b θ kθ dθ k π π Zbg setrje je bk, ak, a pšt je uga prvđeja struje dreja al apltuda fudaetala je I π cs π a θ θ dθ ( θ dθ I I D D D π π π π Ekvvalet kl sclatra za dređvaje apltude sclacja p cs t I cs t : G cst Traskduktasa trazstra a učestast fudaetala je I I G I I p g G g D Svđeje se dbja da je apltuda apa a zlazu sclatra a ušestast sclvaja p I I / rethda aalza je valda kada je utcaj elearh kapactvst trazstra zaearljv Da b v bl spuje treba da je >> db, >> gs gd >> F elektrka, 6
Apltuda sclacja u lpttsv sclatru u spju sa zajedčk baz B S bzr da je tprst kja se vd u etru x / g, uslv učestast sclvaja su st ka kd sclatra sa MOS trazstr Q v g ( eq f I Klka je apltuda sclacja u pšte slučaju? Kada je uga prvđeja struje klektra al, apltuda sclacja je sta ka kd sclatra sa MOS trazstr p I I / I reesk djagra struje klektra je dat a slc Nap zeđu baze etraje v t cs t BE BE π θ θ θ vbe ( t / t BE / t cs ( t / t BE / t x cs( t t I e I e e I e e x / t S S S x cs( t e I x I x cs t I x cs t I x cs 3 t 3 Mdfkvae Besselve fukcje I ( x I ( x I ( x,,, F elektrka, 7 / BE I x I x I3 x t ( t ISe I ( x cs( t cs( t cs( 3 t I x I x I x I ( x I ( x I3 ( x ( t cs( t cs( t cs( 3 t I ( x I ( x I ( x Traskduktasa trazstra za velk sgal a učestast fudaetala je I I x / I x I x / I x I x / I x G g t / t / t dakle se dbja ds traskduktase za velk sgal za al sgal pr tpčjaju sclacja / G x g 95 9 85 8 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 5 5 5 5 5 5 3 35 4 45 5 55 6 65 7 75 8 85 9 95 F elektrka, x / t ( x G I g x I x Kada du kružg pjačaja pstae jedak jeda, tada je r ( j G ( X j t dakle se dbja G G G g g ( ( Za dređeu vredst G sa grafka se čta vredst x, dakle se dbja apltuda sclacja x x t p t 8
Q-faktr lpttsvg sclatra dφ Defcja: Q d arg βa( j φ Kruž pjačaje u klu sclatra je r ( j g βa( j jeq t ( j j eq dakle se dbja g jx βa( j eq j xeq Faza kružg pjačaja je π φ( arg( βa( j arctg eq a psle alažeja zvda se dbja, eq eq eq eq dφ( d eq eq dφ d ( eq / g Svđeje se dbja Q-faktr lpttsvg sclatra / g eq eq eq eq, dφ Q Z d Z eq eq eq eq eq F elektrka, 9 Hartleyev sclatr rea Hartleyevh sclatra u GHz pdručju je pvezaa sa tegrsa realzacjaa duktvst Dva su sva razlga za prast pree Hartleyevh sclatra rv je prast radh učestast, ds ptreba za aj duktvsta, a drug je tehlšk apredak u zrad tegrsah duktvst Na slc su prkazae realzacje Hartleyevh sclatra u spju sa zajedčk gejt u spju sa zajedčk drej B I v M f B f I M v Osclatr u spju sa zajedčk gejt: g g F elektrka, g Učestast sclvaja je rezata učestast sclatrg kla ( g Trasfracj šee za alesgalesedbjaklz kga se dređuje učestast uslv sclvaja, >> g
Kruž pjačaje a učestast sclvaja je β a( j g g Da b kl prsclval p uključeju apajaja ptreb je da bude spuje uslv βa j Sgurst rad, pres ds duktvst treba uzet d 3 puta već d al ptrebg F elektrka, 3 Dbre sbe Hartleyevg sclatra su: lak pdešavaje učestast sclvaja pre kapactvst uslv sclvaja zavs d dsa duktvst(brja zavjaka, a se e eja sa pre teperature e dstupa d uzrka d uzrka Mae su u već sadržaj všh harka u zlaz apu veća pvrša zauzeća a slcjuskj plčc Kdezatr za spregu treba da bude kratak spj k učestast sclvaja, al e se at velku vredst jer te pvećava prpus pseg kla pvrate sprege dvd d sclvaja a skj učestast kja je dulsaa učestašću sclvaja Nska učestast je psledca pree re rade tačke sclatra, zbg čega su pvree zadvlje uslv za sclvaje a željej učestast U sclatru u spju sa zajedčk drej važe ste relacje ka kd sclatra sa zajedčk gejt redst sclatra sa zajedčk gejt je blje bafersaje zlaza sclatra, s bzr da se zlaz uza sa srsa kj a alu pedasu Kada se zlaz sclatra uza sa dreja, bč je ptreb ddat bafersaje realzva sa razdvj pjačavače sa zajedčk drej, pa se tak pvećava ptreba pvrša a čpu seud-dferecjal lpttsv sclatr lpttsv sclatr u spju sa zajedčk gejt zajedčk drej Učestast uslv sclvaja su stal st ka u slučaju jedstrukh kfguracja Oba trazstra prvde strujuuklas M GG M / I I M GG / M I I Dferecjal sclatr ealzacja sa NMOS trazstra Kada se parazte kapactvst duktvst trazstra gu zaeart, učestast sclvaja sclatra jedaka je rezatj učestast paralelg sclatrg kla / F elektrka, M M / M M
Ipedasa kju vd sclatr kl Trazstr su upareh karakterstka u kl krdatg pčetka prese karakterstke I t t t / t / I t t t / t / gd gs db gds g gds g gs db rds / g / g r ds Ipedasa kju vd sclatr kl je / g r ds / gs db gd F elektrka, / g r ds gs db gd Z OS Na svu pedase kju vd sclatr kl frra je ekvvalet kl sclatra gs db gd rds s g ( gs gd db Učestast sclvaja sclatra je / ( gs db gd ( gs db gd gs db gd Da b kl sclval eprguše, a učestast sclvaja treba da bude zadvlje uslv g r Za puzda startvaje sclacja u praks se uza ds g r ds 3 Apltuda sclacja Apltuda sclacja je dređea uslv D π / π / D π / π / v D DD, π / π / v D DD, π / π / F elektrka, π π π π G r G θ t θ θ θ ds Kada je učestast sclacja takva da parazt efekt trazstra su zraže, struje dreja su prblž pravugag blka azvje u Furerv red dbja se spektral sadržaj struja dreja IB IB D ( t cs( t cs( 3t cs( 5 t π 3 5 Buduć da je sclatr kl u dreju selektv, ap a dreju je prblž susdala B vd DD I cs( t DD, cs( t π Apltuda apa a dreju je, IB S bzr da su ap a drejva u prtvfaz, apltuda dferecjalg apa je dva puta veća π 4I π B, 4
Struj gračeje apltude sclacja važ sve dk ek d trazstra e de u trdu blast Maksala vredst apltude apa a dreju pre eg št trazstr du u trdu blast se dređuje z uslva T vd vd T DD,ax DD,ax T,ax D tak da je aksala apltuda dferecjalg apa / ax,ax T D / v D DD, v D π π π π π DD, π F elektrka, θ t θ θ θ Kada su struje dreja, zbg zražeh kapactvh duktvh efekata trazstra, prblž susdale I D t t B B cs ( t cs( t apltuda apa a dreju jedaka je t t I D D B, IB / I D št zač da je apltuda dferecjalg apa I, B U sclatra sa struj gračeje apltude sclacja, u praks je apltuda apa u psegu 4I B π 5 NMOS dferecjal sclatr sa struj zvr u dreju / M M Kada se struj zvr pstav ka a slc, ap a drejva e prelaz ap apajaja ealzacja je jedstavja jer je sva pvezaa sa srs bez psebh tervecja št trazstr M, praktč rade ka prekdač kj se azeč uključuju/sključuju, parazte kapactvst strujg zvra kada je u srsu, d srsa M, d ase, dvde d pjave drugg harka apa a srseva Zbg sbe egatve tprst u praks se sclatr sa vakv ukršte spreg trazstra zvu jš G sclatr MOS G dferecjal sclatr Ddavaje jš jedg para, vaj put MOS trazstra, sa ukršte spreg dbja se MOS dferecjal sclatr Oba para trazstra su kla sa egatv tpršću, a pr te krste stu struju(curret reused aalgj sa NMOS dferecjal sclatr, zaključuje da je ptreba uslv za sclvaje ( g gp rds rdsp M3 M 4 M M F elektrka, 6
Učestast sclvaja je rezata učestast paralelg sclatrg kla gs gd db p p gsp gdp dbp eal tegrsa sclatr kl a reaktve kpete kje eaju velke Q-faktre Kada se u bzr uzu Q-faktr kalea kdezatra, dbja se ekvvalet sclatr kl prkaza a slc Q Q S S Adtasa sclatrg kla je F elektrka, Y ( j Q S S ( S ( Q / ( S ( Q Q Q j Q ( Q ( Ekvvalet Q-faktr sclatrg kla sa gubca je eq Q eq Z Ods Q Q j Y ( j Q Q j Q j Q Q Z 7 -G dferecjal sclatr sa bplar trazstra Zbg veće apltude apa a klektra uakrsa sprega bplarh trazstra se retk zvd drekt Na slc su prkazaa dva ača, prv sa kapactv spreg drug sa trasfratrsk spreg Otprc za plarzacju baze use ddat šu, pa je druga kfguracja blja p ptaju šua, al zauza veću pvršu a čpu f f Q Q B BB B I S Q Q BB I F elektrka, 8
Faz šu u sclatra Ideal sclatr scluje sa a jedj učestast ( t Acs( t dk se kd realh sclatra apltuda faza ejaju sa vree ( t A( t cs( t ϕ ( t rea apltude je psledca tzv apltudskg šua, dk slučaja prea faze u vreeu predstavlja faz šu Usled pree faze eja se frekvecja sclvaja d θ ( t d ϕ ( t θ ( t t ϕ ( t ( t dt dt A( A( Efekt fluktuacje apltude se lak tklajaju pću ltera, l kla za autatsku regulacju apltude Zbg pree učestast, utcaj fazg šua u kukac sstea je velk T je zat št su sve dulacje dedulacje pvezae sa pre učestast referetg sclatra Slučaja prea faze sclatra u spektral deu zazva preu učestast, a u vreesk deu se t afestuje prek jttera F elektrka, Ideal sclatr eal sclatr 9 Utcaj fazg šua lkalg sclatra u rad-prjeku Iterferer BF F F F IF Sgal a Ulazu prjeka kal sclatr IF IF Medufrekvet sgal Zbg fazg šua lkalg sclatra degradra se ds sgal-šu prljeg sgala Iter šu u dealzva sclatru : F elektrka, X ( s H ( s Y ( s Nse azvj u Taylrv red Fukcja presa: dh H ( j H ( j d dh dh Y Y ( j( d d ( j( dh dh dh X X dh d d d ( d dh d H dθ H j H e j H e d d d jθ j ( d H d H dh d d H θ θ d d d d d θ Y s X s H s H s 3
U kl učestast sclvaja g je aja prea dula fukcje presa u fukcj učestast, eg prea faze, te je Se prethdg zraza se dbja dh d dθ d ( / ( / d θ d θ ( ( Y ( j ( X d d dθ Q-faktr sclatra Q d Q 4 Q Fukcja presa pkazuje kak se šu a ekvvalet ulazu sclatra dražava a jegv zlazu Y Y f ( j ( jf X Q X Q f -Terčk šu a ulazu se preslkava u / f šu -Flcker šu a ulazu se preslkava u 3 / f U praks je uvek ptreb zat kakav je ds sage sca (carrer sage šua a zražava se u jedcaa sdebad, Hz ( lg carer dbc/hz (pr -dbc/hz a 6kHz d učestast sca F elektrka, 3 wer f f dbc f Hz f f Saga šua a zlazu sclatra je sdebad Q tak da je ( lg carer Q eesv del uključuje sve efekte u šua u lear vreesk varjat sstea ( 3 db / dec 3 / f db / dec / Q ktf 3 / f ( lg carer Q ktf lg carer U dsu a prethd zvedeu jedakst za fukcju presa sclatra, u del je ddat eprjsk faktr F Takđe je ddat eprjsk dređe paraetar kj razdvaja blast u kjj je utcaj /f šua data u dsu a terčk šu Oba dela, del dealg TI (ear Te Ivarat sclatra eesv del, daju stu zavsst faktra fazg šua ( u fukcj Q-faktra sclatra Sa pvećaje Q-faktra faz šu se sajuje / f 3 F elektrka, 3
Šu u deal sclatru Izvr šua su ptršač p aktv kl ekvvaletra sa egatv prvdšću G Zactve Zres Zactve Zres Actve ut esatr G ut ut Z T Negatve esstace esatr Na učestast sclvaja se pštavaju utcaj tprst, al e utcaj šuva Nse Tak Ipedasa sclatrg kla (Tak a učestast sclvaja je j j ZT ( j j j / dk je a učestast ( ( j j j j ZT ( j ( št je Q-faktr sclatrg kla j Q ZT ( j j Q F elektrka, 33 Se se dbja ZT ( j Q Spektrala gusta sage terčkg šua a zlazu sclatra je / v f ut Sut ZT ( j ZT ( j f f f f / f l drugačje zapsa Terčk šu a tprst p je 4kT f a se se dbja spektrala gusta sage šua a zlazu sclatra Sut ZT jf F f f ( f f ( 4 4kT S ut F kt F f Q Q f Ekvpartca terea kaže da se saga šua del pdjedak a apltudsk faz šu, pa je F / f / f f Sut kt hase F ( f Q f dakle se dbja eesv faktr fazg šua Sut phase kt f f lg lg F f F elektrka, carer carer Q f 34
Faktr šua sclatra se defše ka ukup šu a zlazu sclatra ralzva a šu kj us paralela tprst sclatrg kla(ptršača ( f Kada je sclatr leara -p, faktr šua sclatra jedak je F F ( f Šu u NMOS dferecjal sclatru / / / M M M 3 / f / f / f / f Šu dferecjalg para trazstra se pres d zlaza sa kada su ba trazstra prvda Kada je jeda d trazstra prvda, a drug zakče d zlaza se e pres šu T je zat št je trazstr kj je prvda plarsa zvr kstate struje, dk je drug trazstr u dferecjal paru zakče Faktr šua sclatra se dbja a slča ač ka kd jedstruk balasrag ksera IB 4 F 4γ γ g3 π 9 gde je apltuda apa a zlazu sclatra # JJ aelad, A A Abd, hyscal rcesses f hase Nse Dfferetal Oscllatrs, ust Itegrated rcuts ferece,, pp 569-57 F elektrka, 35 Data čla (~75% u zrazu za fakt šua sclatra č šu kj ptče d trazstra u struj zvru Struj zvr defše apltudu sclacja č velku pedasu u srseva dferecjalg para Struja eparh harka se zatvara krz trazstre u dferecjal paru, dk se struja parh harka zatvara krz trazstr M3 Stga je ptreb bezbedt dbar struj zvr a učestast parh harka, arčt a učestast drugg harka, čja je apltuda ajveća Na slc su prkaza fltr kada se sclatr plarše sa bez strujg zvra faz šu u jed sclatru sa struj zvr fghz / / / / / / M M M M M 3 F elektrka, Apltudu sclacja treba pstavt a gracu strujg apskg gračeja jer se tak dbja ajveć ds sgal/šu 36
Faz šu u lpttsv sclatru M M U lpttsv sclatru zvr terčkg šua su tprk, struj zvr, trazstr M, trazstr M, čj je uga prvđeja struje θc Faktr šua lpttsvg sclatra je F θ γ γ g θ s( θ ( Iak je lpttsv sclatr sa jed trazstr, zbg kfguracje prvđeja struje u klas, jegv faktr šua je već eg kd NMOS dferecjalg sclatra Mdfkacja lpttsvg sclatra u clju sajeja fazg šua (Nse-Shftg Faktr šua lpttsvg sclatra se sajuje jer kdezatr predstavlja fltarsk kdezatr za vše harke Uga prvđeja trazstra je pveća a prblž π/ Da b se zra faktr šua akszrala apltuda sclacja a dreju ptreb je da ds kdezatra bude / 4 F elektrka, 37 ct Osclatr ut Napsk ktrlsa sclatr Frekvecja veće sclatra treba da je preljva Zat pstje prključc u sclatru a kje se dvd ap, čja prea zazva preu učestast t F KOct ut Acs Ft KO ct ( t dt Osv paraetr apsk ktrlsah tegrsah sclatra(o su: apltuda sclacja faz šu pseg regulacje učestast learst pjačaje prese karakterstke f ( ct saga dspacje pvrša kju zauza a čpu ax F ~ K O ct Utcaj šua a ktrl prključku F elektrka, K t t t K t t t t O ct cs( F O ct F s ( KO ut ( t Acs Ft s ( t K cs cs O K ut F s ( s ( F s O t A t t t s ( t KO KO << ut t Acs Ft s Ft s t ( ( ( 38
KO ut ( t Acs( Ft cs( F t cs( F t Šu a učestast ktrlg sgala dulše se učestast F zat je ptreb bezbedt da kstata spred ksush člava bude št aja Najgr slučaj se a pr aksal K O a sk rad učestasta rea učestast sclvaja sclatra pću preljvg kdezatra var fx Učestast sclvaja se bč pdešava pću jedg fksg jedg preljvg kdezatra Opseg pdešavaja učestast(tug age f T( % f ceter f f f f f fax f, fceter T( % f f Maksala ala vredst kapactvst su tak da je F elektrka, ax ax, f ax π fx ax fx varax fx var ( var ax var ax fx T( % var var var ax varax fx fx var var var fx 39 Na slc je prkazaa zavsst T u fukcj dsa ax/ kada je fx/var paraetar U deal slučaju preljva kapactvst e us kakav šu u kl sclatra eal se, u zavsst d realzacje preljve kapactvst, a zlaz sclatra superpra flcker šu, terčk šu, l šu sače, kj utču a faz šu sclatra Itegrsaa varkap dda u O Kapactvst verz plarsae dde -verz ap a dd var,, 3 φb φ 7 B F elektrka, 4
Napsk ktrlsa sclatr sa varkap dd M 4 M 3 M M var ct fx var ct var ct φb Tug rage zavs d stre p spja Kd tzv Hyper-Abrupt spjeva pseg pdešavaja učestast de d T Q-faktr tegrsah varkap dda je već d, a glav edstatak je gućst drekte plarzacje pr već apltudaa apa a zlazu sclatra, ds prestaak sclvaja Itegrsae MOS kapactvst u O Napsk ktrlsae kapactvst u MOS trazstru sačjavaju reda veza elearh kapactvst gejt-kaal kaal-sva U zavsst d tga u kjj je blast MOS trazstr (akuulacja, slaba verzja, uerea verzja, a razlčte zavsst kapactvst u fukcj prejeg apa zeđu gejta sve Na prer, kapactvst gejt-sva u blast slabe verzje je F elektrka, 4 Zavsst kapactvst zeđu gejta sve MOS trazstra kada su sve elektrde, s gejta, kratkspjee GS DSB p p -well Zavsst kapactvst zeđu gejta sve kada je MOS trazstr u blast verzje GS DS p p -well F elektrka, 4
Zavsst kapactvst zeđu gejta sve u blast akuulacje GS DS -well M 6 M3 M 4 M 7 M8 fx ct M M M 5 Napsk ktrlsa sclatr sa MOS varaktr u blast akuulacje U blast akuulacje serjska tprst kdezatra je W, >> s ch, ply, ch, ply, N W gde je N-gate fgers Da b se db velk Q faktr, MOSFET treba da a velk brj paralel pvezah gejtva (pr sa 4 gejtva u 35u tehlgjsedbjaq-faktrupsegudd4 Dat gubc su u al Q-faktru kalea, kj se kd spralh duktvst kreće d 5-5 F elektrka, 43 Mdel MOS varaktra: S b tah ( gs ax b b b S je agb prese karakterstke, zavsst kapactvst (gs, kada je gsb ću fukcje tah se gu delvat be kapactvst(ivers-de, Accuulat-de vezvaje Ivers-de varaktra u kl ealzacja tegrsae duktvst F elektrka, 44
Dgtal pdešavaje učestast sclvaja Kd O sa varaktra, l varkap ddaa, sa velk pjačaje kverzje apa u frekvecju že dć d geersaja velkg fazg šua, pa d establst učestast sclvaja ću dskreth prekdača se grub pdešava učestast sclvaja, a pću varaktra se bavlja f pdešavaje a d a a d MSB d SB W / ( W / ( W / var Zbg velkg Q-faktra, prekdač treba da aju št aje tprst, al t stvree zač da su parazte kapactvst u dreju veće, ds da se sajuje Tug age Ods aksale ale učestast sclatra je f f ax K K ( β ( β varax a K β β ( var d K Kd dferecjalh sclatra je ptreb d svakg zlaza d ase p jed prkaza kl F elektrka, 45 dešavaje učestast sclvaja u ultbad sstea a b U praks je čest ptreba O za vše psega učestast(ultbad ću prekdača M3,M4 se, u klu sa slke a, učestast sclvaja grub pdešava, a da pću varaktra f Na slc b se pću prekdača M4- M6 grub pdešava pseg učestast, a da se, ka u prv slučaju, pću varaktra f pdešava redst druge kfguracje je u kršćeju dgtalg pdešavaja učestast u vše kraka Stga se u tj kfguracj lak gu pdest učestast u psegu 4-44 GHz, 47-5GHz, 465-48 GHz 49-5 GHz O se apaja sa, realzva je u 8u tehlgj, faz šu se kreće u psegu -34dBc/Hz d -4dBc/Hz sa ffsetva učestašću d MHz(zavs d psega, a ptršja je 45-6W Z ad K K O, A w-hase-nse ad w-wer Multbad MOS ltage-trlled Oscllatr, IEEE J Sld- State rcuts, S-4, 96 3(5 F elektrka, 46
Kvadratur apsk ktrlsa sclatr (QO U der rad-prjeca je čest ptreb at sgale ste učestast faz peree za želje uga, pr 9 l 7 stepe Tr ajčešće kršćea ača za geersaje kvadraturh O sgala su: - pću O, plfazh fltara bafera -deljeje učestast O kj rad a dva puta všj učestast faz peraje dbjeh sgala - spreg dva uakrs spreguta, dferecjala sclatra rv ač zahteva ddatu dspacju u klu, drug ač sclatr a dva puta všj učestast, psred veću dspacju, a treć ač pgdu spregu zeđu dva sclatra lfaz fltr 9 9 9 8 8 8 8 8 7 7 7 F elektrka, I red II red 47 Na zlaza fltara se dbjaju faz pere sgal čja faza razlka e zavs d učestast S bzr da je kl setrč, a ulaz se gu dvest dva dferecjala sgala u kvadratur cs s I t A t št je ptreb kd kvadrature dulacje/dedulacje I Q I 8 Q 8 O-deljeje učestast I ut Q ut Q t A t I 8 ut Q 8 ut Jedstava realzacja je št aeće uptrebu plfazh fltara u kvadratur sclatra Na ulazu fltra je ptreba bafer, st ka a jegv zlazu, št us ddat šu, pvećava kapactv pterećeje sclatra dspacju u klu red tga pstj ddata dspacja u sa fltru slabljeje sgala I D Q D Q Q ravljaje sgala u kvadratur se stvaruje pću D-atch kla rv atch se kda a uzlazu,a drug a slazu vcu (MS D Flp-Flp f F elektrka, 48
ealzacja D-atch kla Q Q atch kl se dbja pću regeeratvg kparatra M3-M4 dferecjalg pjačavača M-M D D K K Na ulazu je ptreba sgal takta dvstruk veće učestast T zač da su eleet tegrsah sclatra ajh gabarta, al da sclatr treba pažljvje prjektvat(zbg parazth efekata ptreb je bezbedt bafersaje sgala sa zlaza atch kla treb je bezbedt dvlj velku apltudu sclacja za pbudu atch kla(k QO-sprega dva apsk ktrlsaa sclatra 9 O_I 8 7 I Q I O_II Q Kbacj zlaza ulaza dva dferecjal spreguta sclatra, že se pstć shrzacja sclvaja dbjaje faz pereh sgala Za spregu služe ddat trazstr kj se gu pvezvat red, l paralel sa prekdačk trazstra u sclatru Glav faktr kj dlučuju a kj ač će bt realzvaa sprega zeđu sclatra su faz šu faza greška, ds dstupaje faze razlke d dealh 9 stepe F elektrka, 49 Na slc je prkazaa kfguracja dva spreguta sclatra sa paralel spregut sprež dferecjal trazstra araetar QO je ds šra kaala sprežg prekdačkg trazstra u sclatru (pr st dužaa kaala α W / W Sulacje pkazuju da se sa pvećaje α sajuje faza greška, al da se pvećava faz šu sclatra Kd paralelh QO se ra čt kprs zeđu prtvurečh zahteva za al šu al faz grešk(α/3 Kada se sprež trazstr pveže a red sa prekdačk trazstr, faza greška je praktč ezavsa d α Kada je α/ faza greška je sta u ba slučaja, al je faz šu ž za k db kd serjskg QO SW F elektrka, 5
Tp-seres QO Btt-seres QO F elektrka, r st uslva, faz šu je za 6dB aj kd Btt-Seres QO 5 Ekvvalet del sprege dva O ut Z G ut G ut Z ut G ut ut G ut ut Z Z Z Z ut ut ut ± ut G G j aralel MOS QO MOS QO us aj faz šu d prethdh realzacja QO F elektrka, 5
QO -trasfratrsk sprega gda u sclatra sa al ap apajaja a vsk učestasta, pr u W psegu Itegrsaa trasfratrska sprega us aje parazte kapactvst u kl sajuje utcaj Flcker šua Trasfratr je zahteva veću pvršu a slcjuskj plčc u xghz aplkacjaa, eđut kada se ptreba duktvst trasfratra svela a 7-8pH, ka št je slučaj u 6GHz psegu, trasfratr se sve češće prejuje F elektrka, 53 6GHZ QO sa trasfratrsk spreg # K Kwk, H ug, Ultra-lw-ltage hgh-perfrace MOS Os usg trasfrer feedback IEEE J Sld- State rcuts 4(3, 65 66(5 3GHZ tegrsa sclatr sa trasfratrsk spreg # B azav, A 3-GHz Fudaetal Oscllatr 65- MOS Techlgy, Syp SI rcuts, pp 3-4, Jue F elektrka, 54