بخاطر طبیعت پریودیک نوسان‌ساز­­­ها، مشخصه آماری بعضی از منابع نویز تصادفی در نوسان‌ساز­­­ها ممکن است با زمان تغییر یابند. این منابع cyclostationary نامیده می­شوند[۲۳]. بعنوان مثال اگر یک ترانزیستور ماسفت در نوسان‌ساز­­­ استفاده شود، نویز کانال آن cyclostationary است زیرا توان نویز با ولتاژ بیش از آستانه[۲۸] گیت سورس مدوله می­ شود که بطور متناوب با زمان تغییر می­ کند. منابع نویز دیگری وجود دارد که مشخصه آماری آن به زمان و نقطه کار مدار وابسته نیست و نویز stationary (ثابت) نامیده می­ شود. نویز حرارتی یک مقاومت یک نمونه از این منابع نویز می­باشد. مدل LTV یک راه ساده برای بررسی منابع نویز cyclostationary بیان می­ کند. یک جریان نویز cyclostationary سفید،  ، می ­تواند به صورت زیر تجزیه شود
پایان نامه - مقاله - پروژه

که در آن  جریان نویز stationary سفید است و  تابعی پریودیک است که مدولاسیون دامنه نویز را توصیف می­ کند و به تابع مدولاسیون نویز[۲۹](NMF) معروف است. تابع NMF به مقدار ماکزیمم یک نرمالیزه شده است. از این طریق  برابر با ماکزیمم چگالی توان نویز است که به صورت تناوبی تغییر می­ کند (  ). با جایگذاری مقدار جریان نویز جدید در رابطه فاز اضافی مقدار جدید فاز بصورت زیر محاسبه می­ شود

همان­طور که مشاهده می­ شود، نویز cyclostationary همانند یک نویز stationary اعمال شده به یک سیستم با یک تابع ISF جدید رفتار می­ کند. بنابراین با این تجزیه ISF موثر به صورت زیر می ­تواند بیان شود

براحتی از مشخصه­های نویز ادوات قابل دست­یابی است. در ادامه دو مثال ارائه شده است که بینش بهتری راجع به منابع نویز cyclostationary ایجاد شود.
بعنوان اولین مثال نوسان‌ساز­­­ کولپیتس را که در شکل (۲-۴۱ الف) نشان داده شده است در نظر بگیرید [۲۳]. همانطور که در شکل (۲-۴۱ ب) مشاهده می­ شود، ضربه جریان کلکتور در مینیمم ولتاژ تانک اتفاق می­افتد که ISF کمترین مقدار را دارد. شات نویز کلکتور ماکزیمم توان خود را در ماکزیمم جریان کلکتور دارد، شکل (۲-۴۲). این انطباق خوب سبب کاهش بیشتر نویز فاز می­ شود، زیرا ماکزیمم توان نویز همواره با کمترین حساسیت نویز فاز همراه است[۲۳]. این مفهوم می ­تواند با تعریف ISF دقیق­تر توصیف شود. توابع  و  و  برای این نوسان‌ساز­­­ در شکل (۲-۴۳) نشان داده شده است. در این حالت  مقدار موثر کمتری از  دارد. از­ این­ رو اثر cyclostationary در نوسان‌ساز­­­هایLC قابل چشم­پوشی نیست.

 

   
الف ب

الف: نوسان‌ساز­­­ کولپیتس. ب: ولتاژ و جریان کلکتود در نوسان‌ساز­­­ کولپیتس

جریان کلکتور و نمونه ­ای از نویز شات

و  و  برای نوسان‌ساز کولپیتس شکل (۲-۴۱الف)
مثال دوم نوسان‌ساز­­­ رینگ زنجیره­ای است. شکل (۲-۴۴ الف). در این نوسان‌ساز­­­ها متاسفانه ماکزیمم جریان ادوات با ماکزیمم توان نویز و ماکزیمم  تطابق ندارد. توابع  و  برای این نوسان‌ساز­­­ در شکل (۲-۴۴ ب) نشان داده شده است. برای این نوسان‌ساز­­­ توابع  و  تقریبا یکسان هستند. این یکی از دلایلی است که چرا نوسان‌ساز­­­های رینگ نویز فاز بدتری نسبت به کولپیتس دارند. بنابراین نویز cyclostationary اهمیت چندانی برای این نوسان‌ساز­­­ ندارد[۲۰].

 

 
لف
 
ب

الف: نوسان‌ساز رینگ. ب:  و  و  برای نوسان‌سازهای رینگ

 

    • مزایا و معایب مدل LTV

 

مدل LTV حاجی میری یک مدل عمومی است که از دقت بیشتری نسبت به مدل لسون برخوردار است و برای انواع نوسان‌ساز­­­­ها می ­تواند بکار برده شود. با تعریف ISF این مدل، بدقت نویز فاز را با طبیعت متغیر با زمان نوسان‌ساز­­­ شرح می­دهد و بینش طراحی خوبی برای بهبود عملکرد نویز فاز را به طراح می­دهد. ولی مشکل اصلی این مدل محاسبه توابع ISF و NMF است که هسته مدل است. گرچه سه روش در [۲۳] برای محاسبه ISF بیان شده است ولی روش دقیق و قابل اطمینان تزریق نویز جریان و مشاهده پاسخ فاز نوسان‌ساز­­­ است. برای محاسبه دقیق چند پریود نوسان بعد از تزریق نویز جریان باید شبیه سازی شود که نیازمند زمان شبیه­سازی طولانی است. این مشکلات در محاسبه ISF کاربرد این مدل در آنالیز نوسان‌ساز­­­ عملی را محدود می­ کند.

 

    •  

 

 

 

    1. منابع نویز در نوسان‌ساز LC

 

یک نوسان‌ساز­­­ LC ساده در شکل (۲-۴۵) نشان داده شده است. با توجه به المان­های تشکیل دهنده این ساختار و آنچه در بخش­های گذشته بیان شد، منابع نویز آن عبارتند از:

 

    • نویز حرارتی و فلیکر ترانزیستور­های زوج تفاضلیM1 و M(ترانزیستور­های سوئیچ)

 

    • نویز حرارتی و فلیکر ترانزیستور­ دنباله

 

  • نویز حرارتی ناشی از تلفات تانک
موضوعات: بدون موضوع
[پنجشنبه 1400-07-29] [ 05:34:00 ب.ظ ]