Skip to main content
SUPERVISOR
Seyedmasoud Sayedi,Rasoul Dehghani
سید مسعود سیدی (استاد مشاور) رسول دهقانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Nasrin Rezaei Hoseinabadi
نسرین رضائی حسین آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Analysis and Design of a Wideband Injection Locked Frequency Divider with Odd division Factor
Nowadays, in addition to having a key role in some sensitive situations such as military and disaster applications, wireless communication has become a part of human life. Indeed, in many advanced countries, communication products such as mobile, WLAN, GPS, RFID have become a part of human life. Moreover other applications like wireless sensor networks or remote telemedicine have propounded. Increasing demand for low-cost, low-power, low-size and high operating frequency wireless components has caused rapid growth of wireless communication. Frequency synthesizers are one of the main parts in any transceiver and frequency divider block is an essential part of the synthesizer. In UWB systems and CR which cover a wide frequency range, a set of frequency dividers are put at the output of frequency synthesizer. The output of these frequency dividers should cover a wide range of operating frequency. Frequency dividers based on D-flip-flop are usually used at low frequencies. But, at high frequencies, digital methods for frequency dividing are not suitable. This is because they consume significant power moreover their correct division function fails at high frequencies. Therefore analog methods are usually used for high frequency applications. Injection-Locked Frequency Dividers (ILFDs) are analog dividers which have the merit of high operating frequency and low power consumption. These dividers can divide frequency by even or odd numbers. ILFDs with even division factor have recently received more attention and analytical models appropriate for circuit design have been developed but dividers with odd division factor have been studied less. Problems such as having a narrow locking range or having non-quadrature outputs are some issues in these dividers. The need for using frequency dividers with odd division factor can be felt in low power prescalars or communication systems such as UWB and Cognitive Radio. ILFDs can be stroked="f" filled="f" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" o:preferrelative="t" o:spt=" Keywords: 1-local oscillator 2-injection locked frequency divider (ILFD) 3-odd division factor 4-wide locking range 5- quadrature input-quadrature output
در سال های اخیر مخابرات بی سیم علاوه بر ایفای نقش کلیدی در کاربردهای حساس مانند کاربردهای امدادی و نظامی به عنوان جزئی از زندگی روزمره انسان ها در آمده است. در واقع محصولات مخابرات نظیر تلفن همراه، شبکه های بی سیم محلی، سیستم های موقعیت یاب جهانی، سیستم های شناسایی فرکانس بالا و.... در بیشتر کشورهای پیشرفته به جزء جدا نشدنی زندگی روزمره تبدیل شده است. بعلاوه، کاربرد های دیگری چون شبکه های سنسور بی سیم و روش های کنترل پزشکی نیز مطرح شده اند. نیاز روزافزون به محصولات بی سیم با هزینه ی پایین، توان مصرفی کم، اندازه ی کوچک و فرکانس کاری بالا موجب رشد سریع و فزاینده ی مخابرات بی سیم گردیده است. یکی ازبخشهای اصلی هر سیستم فرستنده-گیرنده بخش سنتز کننده است و تقسیم کننده ی فرکانس یکی از اجزای مهم در این قسمت به شمار می رود. همچنین در سیستم هایی مانند UWB و رادیو شناختگر که محدوده ی فرکانسی وسیعی را تحت پوشش قرار می دهند، یک شبکه ازتقسیم کننده های فرکانسی در خروجی سنتز کننده ی فرکانس قرار می گیرد. خروجی این تقسیم کننده های فرکانس باید باند وسیع فرکانس را به خوبی بپوشاند. در فرکانس های کم، معمولا تقسیم کننده های فرکانس بر پایه ی فلیپ فلاپ نوع D استفاده می شوند. اما، با افزایش فرکانس، روش های دیجیتالی برای عمل تقسیم فرکانس چندان مناسب نمی باشند، زیرا اولا توان قابل ملاحظه ای مصرف می کنند، ثانیا با افزایش فرکانس عملکرد آنها دچار اختلال می شود. بدین لحاظ معمولا در فرکانس های خیلی بالا روشهای آنالوگی به کار گرفته می شوند. تقسیم کننده های فرکانس از نوع قفل شونده با تزریق، از تقسیم کننده های آنالوگ به شمار می روند که دارای دو مزیت عملکرد صحیح در فرکانس های بالا و مصرف توان پایین می باشند. این تقسیم کننده ها قابلیت تقسیم فرکانس بر ضرایب فرد و زوج را دارا می باشند. تا کنون بر روی نسبت تقسیم زوج کارهای نسبتا زیادی شده است و مدل های تحلیلی مناسب برای طراحی این نوع تقسیم کننده ارائه گردیده است. اما بر روی تقسیم فرکانس بر عدد فرد، مطالعات بسیار کمتری صورت گرفته است. در این نوع تقسیم کننده ها مشکلات اساسی چون متعامد نبودن خروجی ها و محدوده ی قفل فرکانس کم و...وجود دارد. در حالی که امروزه اهمیت تقسیم کننده های فرکانس با نسبت تقسیم فرد در prescaler های کم مصرف، سیستم های مخابراتی چون UWB و رادیو شناختگر به خوبی حس می شود. به طور کلی تقسیم کننده های قفل شونده با تزریق به دو دسته تقسیم می شوند: تقسیم کننده های قفل شونده با تزریق بر پایه LC و تقسیم کننده های قفل شونده با تزریق حلقوی. برای فرکانس های در حدود چندین گیگاهرتز نوع حلقوی به دلیل نیاز به سطح کمتر تراشه برای پیاده سازی آن، ترجیح داده می شود. در این پایان‌نامه بر روی نوع حلقوی از تقسیم کننده های فرکانس قفل شونده با تزریق با ضریب تقسیم سه در فرکانس های مرتبه ی چند گیگاهرتز کار شده است. از مزایای تقسیم کننده ی پیشنهادی، محدوده ی وسیع قفل فرکانس ( با در نظر گرفتن تغییرات دما و گوشه های فرآیند)، سیگنال های ورودی- خروجی متعامد، سیکل وظیفه ی خروجی 50% و مصر کلمات کلیدی: 1- نوسان ساز محلی 2- تقسیم کننده ی فرکانس از نوع قفل شونده با تزریق 3- نسبت تقسیم فرد 4– محدوده ی وسیع قفل فرکانس 5– ورودی-خروجی متعامد

ارتقاء امنیت وب با وف بومی