Dissertação

{en_GB=Design of a 16 MHz LC Oscillator integrated into a CMOS 130nm Technology node for Space Applications } {} EVALUATED

{pt=Esta tese tem como tema o projecto de osciladores de precisão em circuito integrado para aplicações espaciais. Os osciladores são um bloco muito importante em inúmeros sistemas eletrónicos para gerar um sinal sinusoidal. Existem muitas topologias possíveis para a sua implementação, no entanto nem todos os tipos de osciladores podem sem integrados. Os osciladores de cristal são uma classe desses blocos que não pode ser completamente integrada. Esta tese tem como objetivo o projecto de um oscilador LC de 16MHz que possa substituir um de cristal. Foi desenhado um oscilador LC com frequência central de 1.024GHz seguido de um divisor de frequência a fim de se obter uma saída com 16MHz. A frequência do oscilador varia com a temperatura e com o processo. A fim de compensar estas variações é utilizado um sensor de temperatura. O oscilador LC dissipa uma potência de 27.8mW com um desvio de frequência de ±256ppm em corners com uma variação de ±10% na alimentação e num intervalo de temperaturas de -10ºC a +90ºC. O projecto foi desenvolvido numa tecnologia CMOS de 130nm., en=This thesis addresses the design of an integrated oscillator for space applications. The oscillator is an important block in electronic devices which work on the principle of oscillation. The oscillators can be designed from a wide range of well-known topologies. However, not all types of the oscillators can be integrated. The crystal oscillator is one of the oscillators which is impossible to integrate into CMOS technology. In this thesis, an LC oscillator with the central frequency of 1.024 GHz is designed and by using a frequency divider, an output of 16 MHz is obtained to replace an equivalent crystal oscillator. As the oscillation frequency changes with temperature, a voltage controller connected to a varactor was the technique selected to compensate the frequency variation. In order to compensate variations at PVT corners, a calibration structure was used. A temperature sensor will generate the reference voltage to be used by the voltage controller to control the oscillation frequency. The designed LC Oscillator dissipates 27.8mW while exhibiting ±256ppm frequency error over the process, ±10% variation in the power supply voltage and from -10 to 90 oC. The design was done using a 130 nm CMOS Technology node. }
{pt=Desenho de Circuito Analógico Integrado, Oscilador LC, Tecnologia CMOS, Sensor de Temperatura, Controlo de Tensão, Díodo Varicap., en=Analog Integrated Circuit Design, LC Oscillator, CMOS Technology, Temperature Sensor, Voltage Control, Varactor.}

Junho 11, 2018, 14:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Nuno Cavaco Gomes Horta

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Jorge Guilherme

Instituto Politécnico de Tomar

Professor Adjunto