Bremer, Jan-Konrad

Entwurfskonzept für Varaktor-basierte RF CMOS VCOs auf der Grundlage nichtlinearer Methoden

Forschungs-Report

2017, XIX, 227 pages, Din A5, Broschur
ISBN 978-3-8007-4342-1
Personal VDE Members are entitled to a 10% discount on this title

Content Foreword Extract

In der vorliegenden Arbeit wird ein neuartiges, systematisches Entwurfskonzept für LC-Tank VCO-Schaltungen vorgestellt, das auf der Anwendung der Andronov-Hopf-Bifurkationsanalyse, der Mittelungsmethode sowie der Methode der Harmonischen Balance basiert. Die Zielsetzung ist es optimierte Startwerte für die VCO-Entwurfsparameter zu berechnen, um den durch EDA-Software gestützten Entwurfsprozess zu verkürzen.
Mit Hilfe einer geeigneten, nichtlinearen Modellierung der einzelnen Schaltungskomponenten und einer Abbildung auf ein zweidimensionales Schaltungsmodell wird ein zweidimensionales, nichtlineares Differentialgleichungssystem erster Ordnung aufgestellt, welches die Dynamik der untersuchten LC-Tank VCO-Schaltung beschreibt. Mit dem Ziel den Einfluss der nichtlinearen Kapazitäts-Spannungs-Charakteristik der verwendeten MOS-Varaktoren in dem systematischen VCO- Entwurfsablauf mit einzubeziehen, werden auf Grundlage des EKV-Transistormodells und des MOS Model 11 zwei analytische Varaktorkapazitätsmodelle für Inversionsmode- und BSD-Varaktoren aufgestellt. Diese analytischen Kapazitätsmodelle ermöglichen es, die vom Ausgangssignal des VCOs abhängige Kapazitäts-Spannungs-Charakteristik der Varaktoren in dem zweidimensionalen Differentialgleichungssystem zu berücksichtigen. Auf Grundlage des zweidimensionalen Differentialgleichungssystems ist es mit Hilfe der Andronov-Hopf-Bifurkationsanalyse und der Mittelungsmethode möglich, analytische Näherungslösungen für die Amplitude und die Frequenz der periodischen Lösung zu bestimmen. Des Weiteren erlaubt es die Andronov-Hopf-Bifurkationsanalyse, den Startpunkt der stabilen periodischen Lösung des Systems in Abhängigkeit der VCO-Entwurfsparameter zu berechnen. Die Berücksichtigung der Kapazitäts-Spannungs-Charakteristik der Varaktoren in der nichtlinearen VCO-Modellierung ermöglicht es, mit Hilfe der Mittelungsmethode die resultierende VCO-Abstimmcharakteristik unter dem Einfluss der VCO-Amplitude zu approximieren.
Als drittes Verfahren wird in dieser Arbeit die Methode der Harmonischen Balance zur Bestimmung der periodischen Lösung des nichtlinearen Differentialgleichungssystems verwendet.
Die Anwendbarkeit des in dieser Arbeit entwickelten VCO-Entwurfskonzeptes, wird anhand des Entwurfs einer 5,5 Ghz LC-Tank VCO-Schaltung für WLAN IEEE 802.11a Anwendungen gezeigt und die Simulationsergebnisse werden mit Hilfe von Spectre RF Simulationen verifiziert.
Jan-Konrad Bremer, geboren am 05.11.1978 in Hannover, Studium der Elektrotechnik und Informationstechnik an der Leibniz Universität Hannover mit der Fachrichtung Nachrichtentechnik
Abschluss: Diplom-Ingenieur, seit 11-2010 tätig bei NXP Semiconductors Germany GmbH Hamburg.

Other Recommendations

Title Format
Elektrostatik
Berndt, Hartmut

Elektrostatik

Ursachen, Wirkungen, Schutzmaßnahmen, Messungen, Prüfungen, Normung
VDE-Schriftenreihe – Normen verständlich, Volume 71

2017, 376 pages, Din A5, Broschur

This book is also available as E-Book (PDF)
Book eBook (PDF) Combination of Book + eBook (PDF)
Softwareentwicklung in C für Mikroprozessoren und Mikrocontroller
Wiegelmann, Jörg

Softwareentwicklung in C für Mikroprozessoren und Mikrocontroller

C-Programmierung für Embedded-Systeme

2017, XII, 311 pages, 170 x 240 mm, Broschur

This book is also available as E-Book (PDF)
Book eBook (PDF) Combination of Book + eBook (PDF)
Mathematik der digitalen Medien
Bossert, Martin; Bossert, Sebastian

Mathematik der digitalen Medien

präzise – verständlich – einleuchtend

2017, 271 pages, 170 x 240 mm, Broschur

This book is also available as E-Book (PDF)
Book eBook (PDF) Combination of Book + eBook (PDF)
Konformitätsverantwortung
Loerzer, Michael; Schacht, Mario

Konformitätsverantwortung

CE-Kennzeichnung im Produktentstehungsprozess

2016, 151 pages, Din A5, Broschur

Book
Elektrotechnik + Elektronik
Volkmann, Peter

Elektrotechnik + Elektronik

Das Tabellenbuch für Ausbildung und Beruf Formeln, Tabellen, Kennlinien

2013, 272 pages, 210 x 148 mm, Broschur

This book is also available as E-Book (PDF)
Book eBook (PDF) Combination of Book + eBook (PDF)
Embedded-Systeme mit der Arduino-Plattform
Dembowski, Klaus

Embedded-Systeme mit der Arduino-Plattform

2014, VIII, 246 pages, 170 x 240 mm, Broschur

This book is also available as E-Book (PDF)
Book eBook (PDF) Combination of Book + eBook (PDF)
Computerschnittstellen und Bussysteme
Dembowski, Klaus

Computerschnittstellen und Bussysteme

für PC, Tablets, Smartphones und Embedded-Systeme mit Hardware-Programmierung für Android-Geräte (WLAN, Bluetooth, USB)

2013, XVI, 404 pages, 170 x 240 mm, Broschur

This book is also available as E-Book (PDF)
Book eBook (PDF) Combination of Book + eBook (PDF)
Formeln für Elektroniker und IT
Europa Lehrmittel (Hrsg.)

Formeln für Elektroniker und IT

2016, 80 pages, Din A5, Broschur

Book
Leistungselektronik & Übungen zur Leistungselektronik (Set)
Jäger, Rainer; Stein, Edgar

Leistungselektronik & Übungen zur Leistungselektronik (Set)

Set bestehend aus: Lehrbuch: Grundlagen und Anwendungen & Übungsbuch: 82 Übungsaufgaben mit Lösungen, 50 digitale Simulationen

2013, 744 pages, Din A5, Festeinband, 2 Bände

Book
Test- und Prüfverfahren in der Elektronikfertigung
Berger, Mario

Test- und Prüfverfahren in der Elektronikfertigung

Vom Arbeitsprinzip bis Design-for-Test-Regeln

2012, 250 pages, 170 x 240 mm, Broschur

Book