Entwicklung einer monolithisch integrierten 2,44 GHz Phasenregelschleife in der LFoundry 150nm-CMOS Technologie

• Main Author: Scheibe, Niko
• Other Authors: Technische Universität Chemnitz, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
• Format: Dissertation
• Language: deu
• Published: Universitätsbibliothek Chemnitz 2010
• Subjects: PLL; Phasenregelschleife; Schleifenfilter; Frequenzteiler; Phasendetektor; LFoundry; Ladungspumpe; spannungsgesteuerter Oszillator; phase-locked loop; loopfilter; frequency divider; phase detetector; charge pump; voltage controlled oszillator; VCO; ddc:500; Phasenregelkreis
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-61765; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-qucosa-61765; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/6176/n_scheibe_diplomarbeit_2010.pdf; http://www.qucosa.de/fileadmin/data/qucosa/documents/6176/signatur.txt.asc

Die Spezifikationen und Toleranzbereiche heutiger Hochgeschwindigkeitsdatenübertragungstechnologien nehmen immer weiter an Komplexität, aufgrund der steigenden Informationsmenge, zu. Zur Verarbeitung von Daten in Frequenzbereichen oberhalb von einem Gigahertz sind Referenzsignale notwendig, welche ein äußerst geringes Phasenrauschen aufweisen um benachbarte Kanäle nicht zu beeinflussen. Diese Referenzsignale werden in Mischerschaltungen zur Modulation oder Demodulation zwischen radio frequency (RF)- und intermediate frequency (IF)-Signalen verwendet. Die benötigte Signalform ist eine Sinusschwingung, die nicht durch digitale Schaltungsblöcke erzeugt werden kann. Daher ist die Notwendigkeit von analogen LC-Oszillatoren gegeben. Die Erzeugung von höchst stabilen und hochfrequenten Signalen war lange Zeit teuren Silizium-Germanium-Technologien vorbehalten. Jedoch erfordert der steigende Integrationsgrad und der hart umkämpfte Markt, die Entwicklung von RF-Schaltungen in günstigen CMOS-Technologien. In Zusammenarbeit mit der Landshut Silicon Foundry soll dazu eine monolithisch integrierte Phase-Locked Loop (PLL) mit einer mittleren Ausgangsfrequenz von 2,44 GHz und einem Phasenrauschen kleiner -115 dBc/Hz bei einem Abstand von 1 MHz vom Träger entwickelt werden. Dabei wird das Hauptaugenmerk auf den Kern der PLL gelegt, welcher einen spannungsgesteuerten Oszillator, einen Phasen-/Frequenzdetektor, eine Ladungspumpe, einen Schleifenfilter und einen Frequenzteiler beinhaltet. Außerdem sollen Testszenarien vorgestellt werden, um die Eigenschaften der gefertigten PLL zu bestimmen und zu vergleichen.