نوسان ساز کنترل شونده با ولتاژ از نوع پوش- پوش در فرکانس 1200-1400 مگاهرتز

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

2 دانشکده مهندسی برق ،دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

با افزایش فرکانس، ضریب کیفیت نوسان­سازها کاهش پیدا کرده و باید به دنبال روش­های جدید برای کاهش نویز فاز نوسان­سازها بود.  نوسان­­سازهای پوش- پوش قابلیت بهبود نویز فاز را دارند. در این مقاله یک نوسان­ساز پوش- پوش کنترل­شونده با ولتاژ در محدوده فرکانسی MHz 1200 تا MHz 1400 به کمک نرم­افزار ADS طراحی، شبیه­سازی و ساخته شده است. نوسان ساز پوش-پوش از دو نوسان ساز مشابه کولپیتس که در محدوده­ فرکانسی MHz 600 تا MHz 700 نوسان کرده و از طریق یک مدار تزویج فاز به­هم متصل هستند، تشکیل شده است. یک مدار ترکیب­کننده، خروجی زیر نوسان­سازها را با هم ترکیب کرده، در نتیجه مولفه اصلی و هارمونیک­­های فرد حذف و هارمونیک دوم و سایر مولفه­های زوج در خروجی ظاهر می­شود. که با این روش نویز فاز dB9 نسبت به حالتی که زیر نوسان­ساز­ها به تنهایی در محدوده ­ MHz 1200 تا MHz 1400 نوسان کنند، بهبود می­یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Voltage Controlled Push-Push Oscillator in the Frequency Range of 1200-1400 MHz

نویسندگان [English]

  • hamid gharib 1
  • seyyed arash ahmadi 2
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشکده مهندسی برق ،دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده [English]

In microwave oscillators, the quality factor of the resonators decreases with an increasing frequency. There exist some methods for compensating the losses in the resonators. The push-push configuration is able to improve the oscillator phase noise. In this work, a push-push voltage-controlled oscillator utilizing a parallel coupled resonator has been designed for the frequency range of 1200-1400 MHz. The push-push oscillator consists of two similar Collpits oscillators, which are designed for the frequency range of 600-700 MHz. These sub-oscillators are coupled by a phase coupling network and with 180 degrees phase difference. The in-phase combiner combines the even harmonics of each sub-oscillator and cancels the fundamental and odd harmonics. The overall oscillation of the push-push oscillator consists of the second and even harmonics of the sub oscillators. By this technique, the phase noise is improved 9 dB compared to the case of the stand-alone oscillation of each sub circuit at the output frequency.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Push-push Oscillator
  • Phase Noise
  • Voltage Controlled Oscillator

[1] S. C. Yen and T. H. Chu, “An Nth-harmonic oscillator using an N-push coupled oscillator array with voltage clamping circuits,” IEEE Int. Microwave Symp., pp. 2169-2172, 2003.
[2] Y. Tang and H. Wang, “Triple-push oscillator approach: theory and experiments,” IEEE J. Solid-State Circuits., vol. 36, no. 10, 2001.
[3] U. L. Rohde, A. K. Poddar, and G. Böck, “The Design of Modern Microwave Oscillators for Wireless Applications: Theory and Optimization,” John Wiley & Sons, 2005.
[4] K. Kobayashi, A. Oki, L. Tran, et al., “A 108-GHz InP HBT monolithic push-push VCO with low phase noise and wide tunning bandwidth,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 34, issue: 9, pp. 1225-1232, 1999.
[5] R. Wanner, “Low Phase Noise SiGe Push-Push Oscillators for Millimeter Wave Frequencies,” Ph. D. Thesis, Technical University of Munich, 2007.
[6] A. Poddar, “A Novel Approach for Designing Integrated Ultra Low Noise Microwave Wideband Voltage-Controlled Oscillators,” Ph. D. Thesis, Technical University of Berlin, 2004.
[7] F. X. Sinnesbichler, H. Geltingerand, and G. R. Olbrich, “A 38-GHZ push-push oscillator based on 25-GHz fT BJT's,” IEEE Microwav. Guided Wave Lett., vol. 9, issue: 4, pp. 151-153, 1999.
[8] A. Nooraei Yeganeh and S. A. Ahmadi, “Voltage Controlled Oscillator Based on substrate integrated waveguide resonator,” Journal of Radar, Imam Hossein Comprehensive University, vol. 5, no. 2, pp. 67-78, 2017 (In Persian).
[9] A. Ahmadi, A. Banai, and F. Farzaneh, “Phase noise degradation of varactor and BJT frequency multipliers in the presence of parametric instability,” IET Microw. Antennas Propag., vol. 4, issue: 3, pp. 408-419, 2010.