Dissertação

{en_GB=Injection Locked Oscillators with Current Reuse} {} EVALUATED

{pt=O objetivo desta tese prende-se com a realização de uma análise de comportamento do ruído de fase em duas topologias de osciladores em anel, um oscilador em anel convencional e num oscilador em anel de múltiplas fases. Para melhoria dos valores do ruído de fase é também proposta a construção de um circuito acoplado, utilizando mecanismos de ‘Injection lock’. O circuito proposto pretende a ocupação mínima de área do circuito e o consumo energético do mesmo. Desta forma são utilizados inversores CMOS numa tecnologia CMOS 0.13 um e não requerem a utilização de bobinas na sua implementação. A análise realizada inicia-se com um estudo comparativo entre o oscilador em anel convencional, com numero de fases ímpar, e o novo circuito proposto para um número de fases par através de simulação. As primeiras simulações são realizadas com recurso a um circuito de um nível superior denominado por stand alone circuit onde é apenas utilizado um oscilador. No caso das simulações para o circuito acoplado, são propostos dois circuitos para testes, circuito stack e side-by-side. Neste último caso, cada circuito utiliza dois osciladores em simultâneo, podendo ter cada oscilador um número de fases diferentes. Os resultados das simulações foram promissores, sendo proposto no final deste documento sugestões de trabalho futuro possível de realizar de forma a obter melhores resultados., en=The goal of this thesis is to conduct a phase noise behavior analysis in two topologies of ring oscillators, a conventional ring oscillator and a multi-phase ring oscillator. In order to improve the phase noise values, it is also proposed to construct a coupled circuit using injection lock mechanisms. The proposed circuit intend to minimize the occupation of the circuit die area and the energy consumption. In this way CMOS inverters are used in a 0.13 um CMOS technology and the oscillators do not require the use of inductors in their implementation. The analysis starts with a comparative study between the conventional ring oscillator with odd number of phases and a more recent implementation circuit for an even number of phases, throughout simulation. The first simulations are performed using a stand alone circuit where only one oscillator is used. Then for the coupled circuit, two approaches are proposed: circuit stack and side-by-side. Where each circuit uses two oscillators simultaneously, with a different number of phases. The results of the simulations were promising, being proposed at the end of this document suggestions for possible future work to be carried out in order to obtain better results.}
{pt=Inversores CMOS, Osciladores, Acoplamento, Reutilização de corrente, Ruído de Fase, Injection Lock, en=CMOS Inverters, Oscillators, Coupling, Current reuse, Phase Noise, Injection Lock}

Maio 21, 2019, 9:30

Orientação

ORIENTADOR

Taimur Rabuske Kuntz

INESC-ID

Investigador Sénior

ORIENTADOR

Jorge Manuel Dos Santos Ribeiro Fernandes

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado