В.В. МАСЛЕННИКОВ, АУНГ МИН ПОДСТРОЙКА РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ ИНТЕГРАЛЬНОГО АКТИВНОГО ЗВЕНА ВТОРОГО ПО- РЯДКА
реклама
УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы В.В. МАСЛЕННИКОВ, АУНГ МИН Московский инженерно-физический институт (государственный университет) ПОДСТРОЙКА РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ ИНТЕГРАЛЬНОГО АКТИВНОГО ЗВЕНА ВТОРОГО ПОРЯДКА В докладе рассматривается возможность подстройки резонансной частоты активного звена второго порядка, выполненного по интегральной МДП-технологии. При реализации активных звеньев фильтров, выполненных на одном кристалле по интегральной МДП-технологии, большое влияние на параметры звеньев оказывают паразитные элементы. Кроме того, точное значение сопротивлений и емкостей резисторов и конденсаторов реализовать невозможно: величина произведения RC может меняться на 50% или больше из-за неточности изготовления и изменения температуры. Поэтому используются системы для поддержания постоянной амплитудночастотной характеристики (АЧХ), одной из которых является система фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ). При этом автоматическая подстройка частоты с помощью изменения произведения RC может быть выполнена по двум методам: косвенному и прямому [1,2]. Это можно реализовать, если использовать МДП-транзисторы в качестве варикапа. Регулируемые варикапы могут быть реализованы на МДПтранзисторах, в которых выводы стока, истока и подложки соединены вместе, причём в качестве МДП-варикапа обычно используются МДПтранзисторы с p-каналом [3]. На рис. 1(a) приведена схема МДП-варикапа а на рис. 1(б)−зависимость емкости МДП-варикапа Cmos от напряжения VBG, при этом выводы G1 и G2 соединены вместе. T1 T2 G1 G2 VB режим накопления режим обеднение слабая инверсия сильная инверсия средняя инверсия Рис. 1: а) Схема варикапа на МДП-транзисторах; б) Зависимость емкости от VBG. В работе [4] была приведена схема активного звена второго порядка на основе фазовращателей с использованием усилительных каскадов с двумя выходами. На рис. 2(а) приведена схема активного звена второго порядка, выполненного на МДП-транзисторах, выполняющих роль усилителей, резисторов и варикапов. С использованием SPICE-моделей было проведе________________________________________________________________________ ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 1 233 УДК 621.382(06) Электронные измерительные системы но моделирование работы звена, в котором транзисторы выполнены по МДП-технологии с проектной нормой 0,6 микрон. На рис. 2(б) приведена зависимость резонансной частоты от регулируемого напряжения на варикапах. Из графика вино, что минимальная резонансная частота при Vctrl=0,8В состовляла 13,2МГц, а максимальная резонансная частота при Vctrl=0,6В−19,6МГц. Uq fp vs Vctrl Т27 +Eп U2 U2 Т28 Т6 U1 Т9 Т8 Т7 U1 Т21 Т1 Uвых Т2 С1 Т17 Т4 Т3 Т24 Т22 U1 Т26 20 19 fc=16.8MHz 18 17 16 15 14 13 -0.9 -0.4 Vcmin=-0.8 fmin=13.2M Vmax=0.6 fmax=19.6M Т23 U2 Т25 Т10 fp(MHz) U1 Т5 С2 Т20 Т19 Т18 Uг Т11 U2 Т12 Т13 Uf Т14 Т15 Uf Т16 U1 U2 U2 0.1 0.6 Vctrl(V) Рис: 2 а) Активное звено на МДП-транзисторах; б) Зависимость резонансной частоты от Vctrl. Кроме того, получены зависимости добротности от резонансной частоты, которые приведены на рис. 3. На центральной частоте добротность составляла 9, на минимальной − 9,9, а на максимальной – 11. с МДП-варикапами Добротность Q 12 10 8 с МДП-варикапами 6 4 2 0 13 14 15 16 17 18 19 20 резонансная частота(МГц) Рис. 3. Зависимости добротности от резонансной частоты активного звена с МДП-варикапами. Результаты моделирования рассмотренной схемы показали, что активное звено второго порядка, выполненное полностью по МДПтехнологии, может быть использовано на высоких частотах. АЧХ звена может подстраиваться с применением систем ФАПЧ. Список литературы 1. J. R. Canning and G. A. Wilson, “ Frequency discriminator circuit arrangement,” UK Patent 1 421 093, Jan 1976. 2. K. Radhakrishna Rao, V. Sethuraman, and P. K. Neelakantan, “ A novel ‘Follow the master’ filter,” Proc. IEEE vol. 65. pp 1725-1726, 1977. 3. F. Svelto, P. Erratico, S. Manzini, and R. Castello, “ A metal-oxide-semiconductor varactor,” IEEE Electron Device Lett., vol. 20, pp. 164-166, Apr 1999. 4. Масленников В. В., Аунг Мин, "Активные звенья второго порядка на фазовращателях, выполненных на биполярных и МДП-транзисторах".// Научная сессия МИФИ -2005. Сборник научных трудов Том 1.С 272-274. ________________________________________________________________________ ISBN 5-7262-0633-9. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2006. Том 1 234
