tailieunhanh - Thiết kế và mô phỏng bộ tạo xung UWB dựa trên mạch dao động vi sai LC-tank

Bài báo này trình bày chi tiết việc phân tích, thiết kế và mô phỏng bộ tạo xung UWB (Ultra-wideband) dựa trên mạch dao động vi sai LC-tank. Mạch dao động vi sai với ghép chéo và nguồn dòng ở cực nguồn của cặp transistor được sử dụng để thu được độ lợi tích cực và tạo ra trở kháng âm để đưa đến LC-tank. | TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 18, SOÁ T4- 2015 Thiết kế và mô phỏng bộ tạo xung UWB dựa trên mạch dao động vi sai LC-tank Nguyễn Chí Nhân Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, ĐHQG-HCM Dương Hoài Nghĩa Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG-HCM Đinh Văn Ánh Trường Đại học Saskatchewan, Canada ( Bài nhận ngày 05 tháng 12 năm 2014, nhận đăng ngày 23 tháng 09 năm 2015) TÓM TẮT Bài báo này trình bày chi tiết việc phân tích, thiết kế và mô phỏng bộ tạo xung UWB (Ultra-wideband) dựa trên mạch dao động vi sai LC-tank. Mạch dao động vi sai với cặp transistor NMOS ghép chéo và nguồn dòng ở cực nguồn của cặp transistor được sử dụng để thu được độ lợi tích cực và tạo ra trở kháng âm để đưa đến LC-tank. Bên cạnh đó, mạch dao động này thích hợp cho những ứng dụng UWB ở tần số cao và công suất tiêu thụ thấp. Bộ tạo xung UWB được kết hợp bộ điều chế on-off keying (OOK) đơn giản và mạch dao động vi sai LC-tank. Bộ tạo xung UWB được thiết kế và mô phỏng dựa trên công nghệ CMOS 0,13 um. Bộ tạo xung này tạo ra xung UWB hoạt động trong phổ tần số từ 6 – 10 GHz. Kết quả mô phỏng cho thấy độ rộng xung bằng 586 ps, biên độ đỉnh-đỉnh của xung là 88,6 mV từ điện áp cung cấp là 1,2V và diện tích chip là 0,22 2 mm . Công suất tiêu thụ trung bình của bộ tạo xung sắp xỉ 0,55 mW và năng lượng xung là 1,1 pJ/pulse ở 500 MHz (pulse repetition rate - PRR). Từ khoá: Ultra-wideband (UWB), bộ tạo xung, dao động vi sai LC-tank. MỞ ĐẦU Có nhiều kỹ thuật mạch tạo xung UWB, việc thực hiện trên mạch số thường dựa vào kỹ thuật mạch dao động vòng nhiều pha (multiphase ring oscillators) và có thể kết hợp với trễ đường khác nhau [1-5] để tạo ra xung mong muốn, tuy nhiên kỹ thuật mạch này tương đối phức tạp. Việc thực hiện trên mạch tương tự dựa trên các kỹ thuật mạch tạo xung như mạch đạo hàm xung Gaussian [6-9] và mạch nhân [10-12]. Tuy nhiên, xung Gaussian đơn và đạo hàm bậc hai của xung Gaussian không thoả mãn hoàn toàn những quy định của FCC về mật độ phổ công suất (PSD) do chúng có thành phần DC

• Tự động hoá
• Thiết kế bộ tạo xung UWB
• Mô phỏng bộ tạo xung UWB
• Mạch dao động vi sai LC tank
• Mạch dao động vi sai
• Cặp transistor NMOS