Este documento describe el diseño de un modulador GFSK integrado en tecnología SiGe 0.35μm. Presenta información sobre modulaciones digitales como FSK y GFSK, estándares como Bluetooth e IEEE 802.11, y cómo modelar estas modulaciones en ADS. El objetivo es diseñar e integrar un modulador GFSK en una plataforma SiGe para aplicaciones de comunicación inalámbrica.
Implementación de una red de sensores inalámbrica para la monitorización de e...
Diseño de un Modulador GFSK Integrado en Tecnología SiGe 0.35 µm de AMS
1. DISEÑO DE UN MODULADOR GFSK INTEGRADO
EN TECNOLOGÍA SiGe 0.35µm de AMS
AUTOR: GUILLERMO PERDOMO REYES TUTORES: FRANCISCO JAVIER DEL PINO SUÁREZ
SISTEMAS DE TELECOMUNICACIÓN SUNIL LALCHAND KHEMCHANDANI
EUITT-ULPGC JULIO 2004
2. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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4. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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5. 2. MODULACIONES DIGITALES
MODULACIONES
Banda base: Señal transmitida en estado puro
Transmisión
Paso banda: Señal trasladada espectralmente
Señal
Señal modulada a
moduladora
transmitir
Señal
portadora
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6. 2. MODULACIONES DIGITALES
Parámetros de la señal digital
A 1 1
Rb = BW =
Tb Tb
Tb
A
1 1
RS = = = BW = VT
TS
TS n·Tb
T S =n· T b
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7. 2. MODULACIONES DIGITALES
Parámetros de la señal
digital modulada
Interferencia entre símbolos (IES) Ancho de banda del pulso
Jitter Fluctuaciones por distorsión y ruido del canal
nº de bits erróneos
Probabilidad de error ( P e ) Relaciona bits erróneos y bits recibidos Pe = BER =
n º bits emitidos
Rb
Eficacia espectral ( η) Relaciona el flujo binario y el ancho de banda ocupado η=
BW
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9. 2. MODULACIONES DIGITALES
MODULACIONES DE FRECUENCIA
FSK
La frecuencia de la señal modulada varía con la amplitud de la señal
moduladora
t
π
s (t ) = A·cos[ wRF t + ∫ d (t ) ⋅ dt ]
−∞
2
Índice de modulación: Señal
RF
∆f
β=
fm Fase
Datos
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10. 2. MODULACIONES DIGITALES
MODULACIONES DE FRECUENCIA
FSK
Sus circuitos moduladores y demoduladores fácilmente
implementables
VCO
d (t) Am p s (t)
Modulador FSK no coherente
Am p
r (t) D is c r im in a d o r Am p d (t)
li m i t a d o r
Demodulador FSK no coherente
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11. 2. MODULACIONES DIGITALES
MODULACIONES DE FRECUENCIA
FSK
Características:
- Circuitería compleja
- Requiere dos señales de referencia
Demodulador FSK coherente
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12. 2. MODULACIONES DIGITALES
MODULACIONES DE FRECUENCIA
FSK
ESPECTRO
DETECCIÓN FSK: coherente y no coherente
FSK
Pe
DEE
Frec
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13. 2. MODULACIONES DIGITALES
FSK Multinivel
VCO
d (t) C o d if ic a d o r d e D AC s ( t)
2 a 4 n iv e le s
Modulador 4-FSK no coherente
r( t) Am p D i s c r im in a d o r AD C D e s c o d i f ic a d o r d ( t)
Demodulador 4-FSK no coherente
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14. 2. MODULACIONES DIGITALES
MODULACIONES DE FRECUENCIA
FSK
ESPECTRO 4-
Pe M-FSK
FSK
DEE
Pe
Frec
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15. 2. MODULACIONES DIGITALES
MODULACIONES DE FRECUENCIA
GMSK
Los datos son sometidos a un proceso de filtrado paso bajo
Filtro gaussiano Señal
VCO
RF
d(t) Amp s(t)
Fase
Modulador GMSK no coherente
Datos
Demodulador GMSK no coherente
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16. 2. MODULACIONES DIGITALES
Filtro Gausiano
Presenta una buena respuesta en el dominio del tiempo
2
1 t 1
− − (τw ) 2
h(t ) = e 2 τ
H ( w) = τ 2π e 2
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17. 2. MODULACIONES DIGITALES
Filtro Gaussiano
Ancho de banda relativo (BT)
BT = Ancho de banda × Tiempo de bit
IES para BT=0.5 IES para BT=0.25
BT=Infinito (MSK)
DEE
Amplitud Amplitud
BT=0.5
BT=0.2
tiempo( ns )
tiempo( ns )
BT=0.3 Frec
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18. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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19. 3. ESTÁNDARES
IEEE 802.11
- Banda de frecuencia: 2.4-2.4835 GHz
- Se compone: 78 canales de 1MHz de ancho
de banda
- Modulación: 2-GFSK a 1 Mbps.
4-GFSK a 2 Mbps.
- BT=0.5
- Utilizado: Transmisión de datos en general
BLUETOOT
- Banda de frecuencia:
H
2.4-2.4835 GHz
- Se compone: 78 canales
- Modulación: 2-GFSK. 432 Kbps en modo
bidireccional.
721 Kbps en modo asimétrico.
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- Utilizado: Aplicaciones multimedia
20. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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21. 4. ADS Y LAS MODULACIONES DE
FRECUENCIA
FSK y GFSK en ADS
V o
md Vu
ot
VL S _D
t R T
F VCO
VO
C R
SC
R 1 VO
C 1 - Kv: constante de sintonización
DT R1
- Freq: frecuencia del armónico
fundamental
- Rout: impedancia de salida
- Harmonics: amplitud relativa de
Modulador FSK armónicos
Filtro
v o _f
m d ilt V u il rd
ot t e
_fe
-Alpha: factor de caída del filtro
-SymbolRate: define el ancho de banda
L F a eC s
P _R is d o V O
C R -Gain: factor de ganancia
DT
LF
P1 V O
C 2 R2 -Zout: impedancia de salida
VL S _D
tF R T
S C
R 3
Modulador GFSK
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22. 4. ADS Y LAS MODULACIONES DE
FRECUENCIA
FSK y GFSK en ADS
V o
md Vu
ot 0
-0
2
VL S _D
t R T
F VO
C
SC
R 1 R
DT
VO
C 1 R1
-0
4
S e t m il rd
p cr _f ee
-0
6
S et m
t
u
p cr
-0
8
u
-0
10
Modulador FSK
-2
10
-4
10
-6
10
v o _f
m d ilt V u il rd
ot t e
_fe -0 -5 -0
2 0 10 10 -0
5 0 50 10
0 10
5 20
0
f qK z
r, H
e
L F a eC s
P _R is d o V O
C R
LF
P1 V O
C 2
DT R2 Señal FSK Señal
VL S _D
tF R T GFSK
S C
R 3
• Picos característicos de FSK
• Minimización de los lóbulos secundarios
Modulador GFSK
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23. 4. ADS Y LAS MODULACIONES DE
FRECUENCIA
FSK y GFSK en ADS
_DT V o
md Vu
ot
V O
C R
DT
V O
C 1 R1 0
-0
2
VL S _D
t R T
F
SC
R 2 -0
4
S e t m ilrd
DT -0
6
p c u _fee
t
S et m
pc u
r
-0
8
r
-0
10
Modulador 4-FSK
-2
10
-4
10
R T
_D V o _f
m d il
t V u_fee
o t il rd
t
-6
10
VO
C R
L F a eC s
P _R is d o
-0
-8
-6
-4
-2
-0
-0
-0
-0
-0
0
2
4
6
8
10
10
10
10
10
20
VO
C 2
20
10
10
10
8
4
10
10
6
2
0
0
0
2
6
0
0
0
4
8
DT LF
P1 R2
f qK z
r , H
e
VL S _D
tF R T
SC
R 5
Señal 4-FSK Señal 4-GFSK
DT
• Picos característicos de FSK
• Ensanchamiento del espectro
Modulador 4-GFSK • Minimización de los lóbulos secundarios
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24. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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25. 5. TECNOLOGÍA DE DISEÑO
S35D4 de Austria Mikro System
Transistor bipolar
Condensador
Transistor unipolar
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26. 5. TECNOLOGÍA DE DISEÑO
Componentes
L
L
W
t
Metal 1
d Aislante
Metal 2
G
D/S Óxido
N+ N+ P+
Pozo N
SubstratoP-
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27. 5. TECNOLOGÍA DE DISEÑO
Componentes
Puerta Drenador
Surtidor
Fox ----- Fox
-- -----
--
Pozo-p
Sustrato-p
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28. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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29. 6. Objetivos del proyecto
Objetivos
El objetivo de este proyecto es diseñar un Modulador GFSK integrado en tecnología SiGe de 0.35 µm de AMS
Elementos a diseñar:
- Un filtro gausiano.
- Un VCO.
Características de los elementos :
- Para el filtro gausiano:
BT=0.5. (según IEEE 802.11)
- Para el VCO:
Frecuencia de trabajo entre 2.4-2.5GHz.
Tecnología de diseño :
- S35D4 de Austria Mikro System.
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30. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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31. DIAGRAMA DE FLUJO DEL DISEÑO
Diseño del
Modulador
Diseño a nivel de esquemático Diseño a nivel de layout
ADS CADENCE
Análisis
Diseño del filtro Realización del
Respuesta en Transitorio y
paso bajo layout del núcleo
frecuencia reglas de diseño
Gausiano del oscilador
Tensiones, Análisis Incorporación
Diseño del par Corrientes y Transitorio y
diferencial de la red de salida
Ganancia reglas de diseño
Estudio del circuito Estudio de la Incluimos
tanque configuración PADs y PD-Cs.
Diseño de la Simulaciones
red de salida
post-layout
Simulaciones a nivel
de esquemático
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32. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL FILTRO
R
N C1prototipo L2prototipo C3prototipo L4prototipo C5prototipo L= L prototipo
2 0.4738 2.1852
2π ⋅ f c
3 0.2624 0.8167 2.2262
4 0.1772 0.5302 0.9321 2.2450 1
C= C prototipo
5 0.1312 0.3896 0.6485 0.9782 2.5233 2π ⋅ R ⋅ f c
L2 L4
V in Vout
DATOS
C5
C1 C3 - BT =0.5
- f =250 KHz
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33. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL FILTRO
1
Tb = = 4 µs
- BT=0.5 250·103 C1 L2 C3 L4 C5
- f=250 KHz 3.14 nF 24.8 µH 16.5 nF 62.26 µH 57.36 nF
0.5
B= = 125 KHz
4·10 −6
0
-5
d ( ( ,1)
-0
1
BS2 )
-5
1
-0
2
-5
2
-0
3
0 50 10 1 0 20 20 3 0 30 40
0 5 0 5 0 5 0
f qK z
r , H
e
Respuesta en frecuencia del filtro
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34. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Oscilador LC: Buenas prestaciones en radiofrecuencia.
1
f OSC =
Esquema básico de un Oscilador
2π LC
Condición de equilibrio o de Barkhausen
A(s)·β(s)=1
- La transconductancia GM debe compensar
la pérdidas del circuito tanque.
1
GM =
Esquema del oscilador LC con circuito RP
tanque y elementos parásitos
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35. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Parámetros característicos del VCO:
- Constante de sintonización (K V ): mide la variación de frecuencia con respecto a la tensión de control
f 0 +∆ f /2
∆f
f0
KV =
f 0 -∆ f /2 ∆V
Vc
V c -∆ V /2 V c +∆ V /2
- Ruido de fase: mide el ruido generado por el oscilador, que se aglutina alrededor del armónico fundamental
Armónico
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fundamental
36. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Diseño del amplificador de resistencia negativa:
1º Ecuación de amplificador diferencial
Vcc= VRL+VSAT2+ VSAT1 -∆Vout
2º Establecemos los valores de:
Vsat1, Vsat2 , ∆Vout e ID
3º Calculamos la transconductancia(g m )
2·I D
gm = AV = g m ·RL
VSAT
4º Dimensiones de los transistores (W y L)
1 W
ID = µnCOX (VGS −VT ) 2
2 L
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37. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
Definimos: ∆Vout=1.5V
VSAT2= 0.3V
VRL=1 V
VSAT1= 0.5V Vcc= VRL+VSAT2+ VSAT1 -∆Vout
RL=500Ω
ID= 2 mA
2·I D g m1 = 16mS
gm = AV = g m2 ·RL = 6.65(16.45dB)
VSAT g m2 = 13.3mS
- Dimensiones de los transistores (ecuación del MOSFET en
saturación)
1 W
ID = µ nCOX (VGS − VT ) 2 L 1 (µm) 0.5
2 L W 2·I D W 1 (µm) 106.66
K N = µ nCOX = 2
L K N ·VSAT L 2 (µm) 0.5
VSAT = VGS − VT W 2 (µm) 148.14
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38. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Simulación DC del par diferencial:
- .0 m
8 0 A
R
2 0m
.0 A
V C
_D
SC
R1 R
R6
2 0m
.0 A R7
R la
=Ro d
Simulación AC del par diferencial:
R la
=Ro d
2 0V
.3
Ganancia del par
2 0V
.3
diferencial
2 0V
.3
0A L
0A
V in s
m u V ls
pu 2 0V
.5 18
V C
_D L2 0A L 0A_D
V C
BA .V l - C m u )
d ( C p sA .V in s
L .0m
=1 H SC
R5
4mA SC
R6 L1
R= L .0m
=1 H 17
R=
I C
_D
SC
R4 2 0m
.0 A 2 0m
.0 A 16
0V
u
0A 0A - .5 p
3 9 A - .5 p
3 9 A 0A 0A
C C 15
0A C1 C2 0A _A
V C
SC
R3
V C C .0m
_A =1 F M -F TmM S
OS .0 _N O
2 0 A
E - .0 m T M
M 0FA _N OS
2O ES C .0m
=1 F
SC
R2 M FT
OS E 1 M SE4
O FT 14
13
1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3
.6
4mA 4 0m
.0 A f qG z
r, H
e
4mA - m
4 A 0A 4 0m
.0 A
- OA E _N O
4m F
M S T M S M S .0 _N OS
O -F Tm
4 0 A
E M
M SE3
O FT M SE2
O FT
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39. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Impedancia negativa del amplificador en par cruzado:
Modelo del par diferencial en pequeña señal
R
R
R7
R6
∆Vout R R
R2
1 R3
1
I C
_D I C
_D
S C
R 8 SC
R 9
M S E _N O
O FT M S M S E _N O
O FT M S
M SE7
O FT M SE1
O FT
1
Z =− = −75.018Ω
I C
_D
S C
R 7
gm
Par cruzado
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40. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Dos
Configuración del circuito tanque: Una
bobinas bobina
Frecuencia Zin(Ω) Frecuencia Zin(Ω)
(GHz) (GHz)
R
L
L1
L
L2
R
R7 Características:
R
R
R8
R6 R9 2.0 222.6 2.0 -8.592
- Mayor resistencia
- Más pérdidas 2.1 -211.4 2.1 -9.720
- Ocupa más espacio
L
L3 2.2 200.7 2.2 -10.96
C C
C1 C2 2.3 190.7 2.3 12.33
2.4 181.2 2.4 13.84
R R
R
R7
R9
R8
Características:
2.5 172.3 2.5 15.52
- Menor resistencia
- Ocupa menos espacio 2.6 163.9 2.6 -17.37
L
L3
2.7 156.0 2.7 -19.41
C
C2
2.8 148.5 2.8 -21.68
2.9 -141.5 2.9 -24.21
3.0 134.9 3.0 -27.01
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41. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Diseño de la red de salida (adaptada a 50 Ω):
Seguidor de fuente
V C
_D
Z out = 50Ω g m = 20mS
SC
R 3
R
R1 Fijamos una ID=2 mA VSAT= 0.2 V
I C
_D
SC
R 1 2·I D
Vin gm =
C
VSAT
C1
M9 MS
M_N O
MSE1
O FT
R Vout
R2
Ecuación de salida del seguidor
VCC=VSAT1+∆Vout+VSAT2 ∆Vout=2.9 V
M9 M S
M_N O M9 M S
M_N O
MSE2
O FT MSE3
O FT
Aplicando la ecuación en saturación del MOSFET : - L= 0.5 µm
- W= 333.33 µm
Red de polarización :
1 R1 = 10 KΩ
Z out = Si Ired= 30µA y VG=3V;
gm R2 = 100 KΩ
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42. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Simulación a nivel de esquemático:
L R
L
R L2 R7
L1
R6
R
L R8 V C
_D
I C
_D L3 V C
_D S C
R 1
S C
R 4 I C
_D R S C
R 2
S C
R 3 R0
1
Simulaciones:
S D io e
D _D d S D io e
D _D d
C 1
R C 2
R
C - Transitorio
C1
C C
- Balance de armónicos
C2 C3
M S E _N O
O FT MS M S E _N O
O FT MS
M S E6
O FT M S E2
O FT
R
R M S E _N O
O FT MS M S E _N O
O FT MS
R9
R1
1 M S E7
O FT M S E1
O FT
M S E _N O M S E _N O M S E _N O
O FT MSO FT MSO FT MS M S E _N O
O FT MS M S E _N O
O FT MS
M S E9
O FT M S E8
O FT MS E5
O FT M S E4
O FT M S E3
O FT
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43. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Análisis transitorio (formas de onda):
Señal en los drenadores del VCO Salida en modo asimétrico
Salida en modo diferencial
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44. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Balance de armónicos:
L R
L
R L2 R7
L1
R6
R
L R8 V C
_D
I C
_D L3 V C
_D S C
R 1
S C
R 4 I C
_D R S C
R 2
S C
R 3 R0
1
S D io e
D _D d S D io e
D _D d
C 1
R C 2
R
C
C1
C C
C2 C3 O c ot
sP r
M S E _N O
O FT MS Oc
s1 M S E _N O
O FT MS
M S E6
O FT M S E2
O FT
R
R M S E _N O
O FT MS M S E _N O
O FT MS
R9
R1
1 M S E7
O FT M S E1
O FT
M S E _N O M S E _N O M S E _N O
O FT MSO FT MSO FT MS M S E _N O
O FT MS M S E _N O
O FT MS
M S E9
O FT M S E8
O FT MS E5
O FT M S E4
O FT M S E3
O FT
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45. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Balance de armónicos:
Espectro del VCO Curva tensión-frecuencia
Ruido de fase Forma de onda de salida
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46. 7. DISEÑO DEL MODULADOR
DISEÑO DEL VCO
Parámetros:
Parámetro Valor Unidad
Tensión de alimentación 3.3 V
Tensión de salida 1.4 (2.8 en diferencial) Vpp
Tensión de control 0-3.3 V
Rango de oscilación 2.43-2.55 GHz
KV -36.72 MHz/V
100Hz -80
1KHz -90
Ruido de fase Offset dBc/Hz
10KHz -100
100KHz -110
1MHz -120
Zout 50 Ω
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47. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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48. 8. LAYOUT DEL VCO
NÚCLEO DEL VCO
Centroide Común: Técnica para evitar que las dispersiones del proceso afecten de forma exclusiva a una
parte del circuito.
- Variaciones en el espesor de la capa de óxido (capacidades parásitas
de los transistores)
Dispersiones del proceso- Variación en el número de impurezas (movilidad de los electrones)
- Variación del tamaño de los transistores (transconductancias, capacidades
parásitas)
Eje de simetría
A B A
Eje de simetría
Estructura en par cruzado acoplado
B A B
Distribución final del par cruzado
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49. 8. LAYOUT DEL VCO
AJUSTE DEL CIRCUITO
TANQUE
Afectan al VCO
El Aparición de elementos parásitos
reduciendo
layout
la frecuencia de
oscilación
Procedimiento Disminuyendo el valor capacitivo del tanque
habitual aumenta la frecuencia de oscilación
1
f osc =
2π LC
REAJUSTE DEL
TANQUE Debido al alto valor inductivo del tanque
(2 bobinas), el valor capacitivo resultante
es muy pequeño (fF).
Procedimiento
excepcional
Hay que reducir el valor inductivo de las bobinas
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51. 8. LAYOUT DEL VCO
SIMULACIONES POST-
LAYOUT
Análisis transitorio (formas de onda):
Salida en modo asimétrico
diferencial
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52. 8. LAYOUT DEL VCO
SIMULACIONES POST-
LAYOUT
Balance de armónicos:
Curva tensión-frecuencia
(Hz)
Vtune
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53. 8. LAYOUT DEL VCO
SIMULACIONES POST-
LAYOUT
Balance de armónicos: Ruido de fase
(dBc/Hz)
Freq(Hz)
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54. 8. LAYOUT DEL VCO
SIMULACIONES POST-
LAYOUT
Balance de armónicos:
GHz Pushing
Vc
c
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55. 8. LAYOUT DEL VCO
SIMULACIONES POST-
LAYOUT
Balance de armónicos:
Pulling
MHz
rloa
d
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56. 8. LAYOUT DEL VCO
SIMULACIONES POST-
LAYOUT
Parámetros:
Parámetro Valor Unidad
Tensión de alimentación 3.3 V
Tensión de salida 1.8 Vpp
Tensión de control 0-3.3 V
Rango de oscilación 2.4-2.485 GHz
KV -35 MHz/V
100Hz -54
1KHz -73
Ruido de fase Offset 10KHz -94 dBc/Hz
100KHz -112
1MHz -135
Zout 50 Ω
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57. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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58. 9. INTEGRACIÓN EN UN SISTEMA DE
COMUNICACIÓN
Sistema MODEM
Demodulador
Modulador
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59. 9. INTEGRACIÓN EN UN SISTEMA DE
COMUNICACIÓN
Sistema MODEM
-0
2 -0
2
-0
2
-0
4 -0
4 -0
4
-0
6 -0
6 -0
6
-0
8 -0
8
F pc u 1
F pc u 2
-0
8
F pc u 2
Is et m
Is e t m
Is et m
r
r
r
-0
10 -0
10 -0
10
-2
10 -2
10 -2
10
-4
10 -4
10 -4
10
-6
10 -6
10 -6
10
-8
10 -8
10 -8
10
- .5
2 - .0
2 - .5
1 - .0
1 - .5
0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 - .5
2 - .0
2 - .5
1 - .0
1 - .5
0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 - .5
2 - .0
2 - .5
1 - .0
1 - .5
0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
f qM z
r, H
e f qM z
r, H
e f qM z
r, H
e
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60. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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61. 10. CONCLUSIONES
1ª El filtro gausiano no es integrable, por el elevado valor de sus componentes.
2ª Aunque la resistencia parásita asociada al tanque con dos bobinas es mayor,
esta estructura permite conseguir fácilmente la oscilación.
3ª El valor de la constante de sintonización (K V ) depende del punto en el que
nos encontremos de la curva tensión-frecuencia.
4ª En GFSK, el índice de modulación ( β) debe ser diferente de 0.5.
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62. 10. CONCLUSIONES
Parámetros:
Componentes del filtro paso bajo Gausiano
C1 L2 C3 L4 C5
3.15 nF 24.80 µH 16.50 nF 62.26 µH 57.36 nF
Resistencia
Amplificador Seguidor de
Diferencial polarización
Resistencia
de Carga(Ω) Par diferencial Fuente de Seguidor de Fuente de
corriente fuente corriente R1 R2
L(µm) W(µm) L(µm) W(µm) L(µm) W(µm) L(µm) W(µm) (kΩ) (kΩ)
EUITT-ULPGC
8000 0.75 120 0.75 150 0.65 1200 15 1100 15 JULIO 2004
120
63. 10. CONCLUSIONES
Tabla comparativa:
Fabricante Vcc Icc Rango Ruido de Kv VTUNE
o (V) (mA) de Fase (MHz/V) (V) Comentarios
Tecnologí oscilació (dBc/Hz)
a n
(GHz)
MAX 2750 4.1 12.85 2.4-2.5 -125 125 0-2.4 Requiere
offset=4MHz condensadores
externos de acoplo
KR-LO-24 3.1 4.4 2.4-2.55 -120 - 0.62-0.48 -
offset=1MHz
CMOS 2.5 1.68 2.36-2.5 -123 136 1-1.5 Salida no adaptada
offset=600Hz a 50Ω
0.25µm
CMOS Totalmente
2.5 9 2.45-2.5 -118 625 2.5-1.5 integrado
0.8µm
offset=1MHz Salida no adaptada
CMOS 2.7 2 2.4-2.5 -125 100 1-2.7 No integra la
offset=1MHz bobina del circuito
0.35µm tanque
SiGe offset=600Hz -68 Totalmente
3.3 14 2.4-2.5 -35 0-3.3 integrado con
0.35µm offset=1MHz -135
salidas
offset=4MHz -145 adaptadas a
EUITT-ULPGC JULIO 2004
50Ω
64. 1. Introducción
2. Modulaciones Digitales
3. Estándares
Bloque I 4. ADS y las modulaciones de frecuencia
5. Tecnología de diseño
6. Objetivos del proyecto
7. Diseño del modulador
8. Layout del VCO
Bloque II
9. Integración en un sistema de comunicación
10. Conclusiones
Bloque III
11. Presupuesto
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65. 11. PRESUPUESTO
Presupuesto detallado:
Total
Costes
(euros)
53.09
Costes de herramientas software
Costes de equipos informáticos
142.19
Costes de recursos humanos
48587.50
Costes de fabricación del prototipo 470.40
Otros costes 370.70
Subtotal 49623.88
IGIC(5%) 2481.19
52105.07
PRESUPUESTO TOTAL
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