Tesis
Oscilador controlado por voltaje (VCO) con compensación de proceso, voltaje y temperatura (PVT)
Autor
OSCAR LOZADA ASCENCIO
Institución
Resumen
Los grandes avances en circuitos integrados con tecnología basada en silicio ha
abierto la posibilidad de realizar circuitos más eficientes, veloces y con bajo consumo
de potencia. Debido al continuo escalamiento de las tecnologías, la industria ha buscado
nuevas alternativas que permitan mayores densidades de integración. Al incursionar
en nuevas tecnologías como silicio sobre aislante (CMOS-SOI), surgen importantes
mejoras como mayor velocidad de operación, mayor capacidad de integración, entre
otros. Pero, además surgen nuevos efectos y comportamientos no conocidos en tecnología
convencional CMOS, de ahí que se tengan que proponer nuevas topologías que
trabajen con las desventajas que implican como el bajo voltaje disponible y con la poca
ganancia de los dispositivos, pero explotando todas las ventajas que presentan.
Los objetivos principales en aplicaciones de radiofrecuencia son el bajo consumo
de potencia, alta frecuencia de operación y bajo costo. Los osciladores controlados por
voltaje son el bloque principal para muchas de estas aplicaciones y son causa del mayor
consumo de potencia y área total del sistema. Los parámetros principales de diseño de
osciladores controlados por voltaje se basan principalmente en el consumo de potencia,
el ruido de fase y la frecuencia de operación. Existen gran cantidad de estudios para
mejorar el ruido de fase, para minimizar consumo de potencia y para aumentar el rango
de entonado, pero existe muy poca investigación sobre el rendimiento del circuito
ante variaciones de proceso, voltaje y temperatura. Las variaciones en los dispositivos
implican cambios en la frecuencia y ruido de fase que pueden llegar a ser muy significativos comparados con los valores deseados, pudiendo dejar al oscilador fuera de las
especificaciones.
Actualmente, se han realizado investigaciones para mitigar el efecto de estas variaciones,
pero los estudios se han realizado en osciladores de anillo y muy escasos en
osciladores basados en tanques LC. En los osciladores de anillo, las topologías propuestas
muestran ventajas en cuanto al porcentaje de error en la frecuencia central pero
muestran muchas desventajas como consumo de potencia, incremento en el área de circuito,
dificultad para el diseño del circuito y, principalmente, los osciladores trabajan
en rangos de frecuencias de MHz.
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