توضیحات
عنوان فارسی: طراحی تقسیم کننده فرکانس با استفاده از ترکیبی از ترانزیستور و دستگاه های غیر فعال
عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:
Frequency divider design using the combination of transistors and passive devices
چکیده
رفتار یک مدار تقسیم کننده فرکانس، با استفاده از مدار مقاومت دیفرانسیل منفی (NDR)، که متشکل از مقاومت و ترانزیستور پیوندی دو قطبی است (BJT) مطالعه می شود.
این تقسیم کننده فرکانس عمدتا از یک مدار R-BJT-NDR، یک القاگر، و یک خازن ساخته شده است. عملیات بر اساس رفتار طولانی مدت NDR مبتنی بر مدار chaos است.
ما تأثیرات فرکانس سیگنال ورودی، مورب، و نوسان را روی عمل بررسی می کنیم. نتایج نشان می دهد که نسبت تقسیم می تواند با تعدیل این پارامترها انتخاب شود.
در نهایت، ما سنجش فرکانس بالا و ویژگی های این تقسیم کننده فرکانس را نشان می دهیم.
کلمات کلیدی: تقسیم کننده فرکانس . دیفرانسیل مقاومت منفی. رفتار با دوره تناوب طولانی.مدار Chaos (بی نظم)
مقدمه
در چند سال گذشته، مدارهای تقسیم کننده تناوب جدید بر اساس دیود tunneling تشدید شده (RTD) توسعه یافته است [1-3].
مدار فرکانس تقسیم به عنوان یک بلوک اساسی در سیستم های ارتباطی استفاده می شود.
RTD منحنی جریان_ ولتاژ (I-V) ویژه با مشخصه های مقاومت دیفرانسیل منفی (NDR) دارد.
یک مدار متشکل از چنین مشخصه های غیر خطی I-V اغلب پدیده Chaos (بی نظمی) را نشان می دهد .
هنگامی که یک سیگنال متناوب خارجی استفاده می شود،مانند مدار یک تنوع افزایش یافته توالی های انشعاب را نشان می دهد.
پس ما می توانیم رفتار با دوره تناوب طولانی را مشاهده کنیم که ویژگی های تقسیم کننده فرکانس را نشان می دهد .
برای طراحی فرکانس تقسیم پیشین، RTD به عنوان یک دستگاه هسته مورد استفاده قرار می گیرد.
RTD بر اساس روش ترکیب III-V مانند سیستم اپیتکسی پرتو_مولکولی(MBE) ساخته می شود.
در مقایسه با سیلیکون مبتنی بردستگاه ها و مدارهای مجتمع، هزینه MBE گران تر است و فرآیند برای اینکه با تکنولوژی اصلی ULSI از جمله CMOS و پردازش Bicmos سازگار باشد آسان نیست.
در این مقاله، ما مدار ساده NDR ساخته شده از چند مقاومت (R) و دستگاههای ترانزیستور اتصال دو قطبی (BJT) را نشان می دهیم.
این NDR مبتنی بر مدار تقسیم کننده فرکانس روی یک نمونه طراحی و اندازه گیری می شود. ما یک سیگنال سینوسی را به این مدار وارد می کنیم.
نتایج نشان می دهد که نسبت تقسیم توسط فرکانس سیگنال ورودی، جهت گیری و میدان نوسان به ترتیب می تواند انتخاب شود.
اما دستگاه RTD دارای فرکانس کار بالاتر برتر در مقایسه با مدار گسسته R-BJT-NDR است.
با این حال، اگر ما مدار را با استفاده از فرآیند Bicmos بسازیم، ما می توانیم دستگاه BJT با SiGe استاندارد مبتنی بر دستگاه ترانزیستور دو قطبی با پیوند نا همگون(HBT) جایگزین کنیم.
ما نشان می دهیم که نتایج شبیه سازی با فرکانس بالا زیر چند صد مگاهرتز با استفاده ازفرآیند Sige Bicmos توسط شرکت تولیدی ذوب فلز نیمه هادی تایوان (TSMC) فراهم می شود.
از این رو این NDR مبتنی بر تقسیم کننده فرکانس دارای کاربرد و بهره برداری گسترده است که به اینکه چه نوع فرایندی استفاده شود بستگی دارد.
طراحی مدار تقسیم کننده فرکانس
شکل 1 توپولوژی (هم بندی) مدار از یک تقسیم کننده فرکانس را نشان می دهد .
این تقسیم کننده فرکانس متشکل از یک واسطه القا، یک خازن و یک مدار NDR است. این مدار یک نوع نوسان ساز وان در پل (van der pol) است.
این توسط یک سیگنال تناوبی خارجی تحریک می شود.
با یک ولتاژ معین DC ، VDC ، یک دامنه A ، یک فرکانس (تناوب) f
مدار NDR در یک دستگاه RTD استفاده می شود در مراجع (1-3)، با این حال در کار ما، از یک مدار NDR ساده استفاده می کنیم. که از دو ترانزیستور BJT و سه مقاومت تشکیل می شود همانطور که در شکل 1 ب نشان داده شده.
این مدار R-BJT-NDR یک پیکر بندی ساده شده است در مراجع (5و6) نشان داده شده .
در طول تنظیم مناسب مقاومت، ما می توانیم مشخصه NDR در منحنی I-V اش در درجه حرارت اتاق به دست آوریم.
با افزایش بایاس VS به تدریج، عملیات مشخصه I-V می تواند به چهار منطقه تقسیم شود.
در اولین بخش ویژگی های I-V نشان دهنده یک وضعیت، زمانی که Q1 و Q2 قطع می شوند، بخش دوم موردی را نشان می دهد که زمانی که Q1 قطع می شود اما Q2 انجام می شود، بخش سوم به حالتی اشاره می کند زمانی که هر دو Q1 و Q2 انجام می شود، و بخش چهارم مربوط به حالتی که زمانی که Q1 اشباع شده است اما Q2 قطع شده است. ولتاژ حداکثر ترکیب مشخصه I_V این مدار NDR توسط مقدار (1 + R1/R2) * Von تعیین می شود.
پارامتر Von ولتاژ روشن کردن Q1 است، این مدار R-BJT-NDR دارای تلفیق آسان مشخصه I-V توسط تنظیم مناسب مقاومت ها است.
اگر ما بخواهیم ولتاژ Peak (حداکثر) را حدود V 1.35 و فرض کنیم Von Q1 حدود 0.5 ولت است، R1 / R2 است 1.7.
اگر ما مقدار R2 را ثابت کنیم، ما می توانیم مقدار R1 را تعیین کنیم. از آنجا که Q2 اول روشن می شود، عبور جریان از پایه Q2 توسط مقاومت R3 تعیین می شود. افزایش جریان Q2 فرض می شود تا 100 باشد. مقدار R3 باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا کنترل کند تا نوسان جریان کنترل شده در اطراف 1 میلی آمپر کنترل کند.
شکل 1c نشان می دهد که مشخصه I-V اندازه گیری شده در دمای اتاق با پارامترهایی مانند R1 = 5.6 KX، R2 = 3.3 KX و R3 = 100 KX طراحی می شوند. هر دو ترانزیستور در نوع 2N3904 استفاده می شوند.
همان گونه که نشان داده شده ولتاژهای ماکزیمم و مینیمم به ترتیب 1.25 و 1.5 هستند. جریان های ماکزیمم و مینیمم مربوطه به ترتیب در حدود 0.9 و 0.18 میلی آمپر هستند. بنابراین ما می توانیم نسبت جریان ماکزیمم به مینیمم (PVCR) را به دست آوریم که 5 است.
تقسیم کننده فرکانس در یک نمونه متشکل از دستگاه های مجزا اجرا می شود. لازم به ذکر است که محدوده فرکانس عامل بستگی مشخصه LC را فرکانس، به عنوان
تعریف می شود.
مقادیر واسطه القا و خازن همانگونه که L=100 mH و C=100 pF طراحی می شوند. به طوری که فرکانس مشخصه در 50.3 کیلوهرتز برای سهولت اندازه گیری به کار گرفته می شود. با این حال خازن معادل مدار NDR باید در محاسبه این مقدار C شامل شود، به طوری که مشخصه فرکانس باید در نمونه واقعی بیشتر کاهش داده شود.
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
- لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش ترجمه تخصصی مقالات خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش ترجمه مقاله
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.