Luận văn: Nghiên cứu thiết kế khối tách sóng biên độ AM (ED) CMOS

Tài liệu nghiên cứu Luận văn nghiên cứu thiết kế khối tách sóng biên am ed sử dụng công nghệ cmos, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật.

• Tác giả: Nguyễn Văn Lâm
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Nguyễn Thanh Loan
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông
• Đề tài: Nghiên cứu thiết kế khối tách sóng biên AM (ED) sử dụng công nghệ CMOS
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• Lời nói đầu
• 1. Chuong 1: Ly thuyét chung
• 1.1. Tổng quam về lách sông biển độ
• 1.2. Tách sóng biên độ
• 1.3. Mach tach sóng biến độ co bản bằng mạch chỉnh lưu
• 1.4. Ung dung céng nghé CMOS trong thidt ké cao tin
• 1.5. Transistor MOSELT
• 1.6. Phản mềm mô phông
• 1.6.1. Một số khái niệm co ban trén Cadence IC
• 1.6.2. Thiết kế mạch nguyễn lý
• 1.6.3. Biểu diễn Cell với Virluaso Symbol Editing
• 1.6.4. Mô phóng hoạt động của mạch nguyên lý
• 1.6.5. Thiết kế sơ đả bố trí các lớp của TC
• 1.6.6. Kiểm tra sơ đề layout theo quy tắc của nhả sẵn xuất
• 1.6.7. So sánh mạch nguyên lý với sơ đồ layouL
• 2. Chương 2: Phân tích thiết kể bộ tách biên
• 2.1. Phan tích bộ tách biên
• 2.2. Nguyên lý giải điều chế sóng AM tục tiếp
• 2.3. Sơ đỗ mạch nguyên lý
• 2.4. Tính trở kháng vào và trở kháng ra của mạch
• 3. Chương 3: Thiết kê khối tách sóng biên độ
• 3.1. Sư đổ, nguyên lý hoại động của mạch
• 3.2. Yêu câu thiết kế
• 3.3. Thiết lập ban dẫu
• 3.4. Xác định chẻ độ một chiễu
• 3.5. Xác định số finger của hai transistor
• 3.6. Phối hợp trở kháng
• Danh sách hình vẽ
• Danh sách bảng biểu

Tóm tắt

I. Luận Văn Tổng Quan Thiết Kế Khối Tách Sóng AM ED CMOS

Luận văn này tập trung vào nghiên cứu thiết kế khối tách sóng biên AM sử dụng công nghệ CMOS. Hiện nay, vi mạch điện tử ngày càng chiếm ưu thế, nhưng vi mạch tương tự vẫn đóng vai trò quan trọng trong các thiết bị điện tử thu phát và truyền năng lượng không dây. Các vi mạch tương tự thường đảm nhận vai trò thu tín hiệu, lọc nhiễu và khuếch đại tín hiệu. Luận văn này tập trung nghiên cứu khối tách sóng biên độ ED, quá trình thiết kế và xây dựng kiến trúc cho IC đặt ra một số vấn đề yêu cầu về đầu vào, đầu ra của IC. Trong bối cảnh các thiết bị cầm tay phát triển mạnh, hiệu năng của chúng thường được đánh giá bằng năng lượng tiêu thụ. Do đó, việc tối ưu năng lượng luôn được chú trọng trong thiết kế khối IC tách sóng biên độ. Luận văn này trình bày quá trình thiết kế một IC tách sóng biên độ sử dụng transistor hoạt động ở chế độ bão hòa và chế độ đảo ngược yếu. Theo TS. Phạm Nguyễn Thanh Loan, việc sử dụng công nghệ CMOS cho phép tối ưu hóa năng lượng tiêu thụ và giảm kích thước chip. Luận văn bao gồm ba chương: lý thuyết chung, phân tích khối tách sóng biên độ, và thiết kế khối tách sóng biên độ.

1.1. Giới Thiệu Chung Về Tách Sóng Biên Độ AM Amplitude Modulation

Tách sóng biên độ (AM) là quá trình khôi phục tín hiệu gốc từ tín hiệu đã được điều chế biên độ. Quá trình này rất quan trọng trong các hệ thống truyền thông vô tuyến, nơi tín hiệu âm thanh hoặc dữ liệu được truyền đi bằng cách thay đổi biên độ của sóng mang. Mạch tách sóng biên độ cơ bản thường bao gồm một diode và một mạch lọc RC. Diode có chức năng chỉnh lưu tín hiệu, loại bỏ phần âm của sóng mang, trong khi mạch lọc RC loại bỏ các thành phần tần số cao của sóng mang, chỉ giữ lại tín hiệu gốc. Tuy nhiên, mạch tách sóng diode cơ bản có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như méo tín hiệu và hiệu suất thấp, đặc biệt là ở tần số cao. Do đó, các kỹ thuật tách sóng tiên tiến hơn, chẳng hạn như sử dụng transistor CMOS, được sử dụng để cải thiện hiệu suất và giảm méo tín hiệu. Luận văn sẽ đi sâu vào phân tích các kỹ thuật này và đánh giá ưu nhược điểm của chúng.

1.2. Ứng Dụng Công Nghệ CMOS Trong Thiết Kế Tách Sóng AM

Công nghệ CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) là công nghệ bán dẫn được sử dụng rộng rãi trong thiết kế vi mạch tích hợp. Ưu điểm của CMOS bao gồm tiêu thụ năng lượng thấp, mật độ tích hợp cao và khả năng hoạt động ở tần số cao. Trong thiết kế khối tách sóng AM, CMOS có thể được sử dụng để xây dựng các mạch khuếch đại, mạch trộn và mạch lọc. Việc sử dụng transistor CMOS cho phép thiết kế các mạch tách sóng có hiệu suất cao hơn và ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu hơn so với các mạch sử dụng diode. Ngoài ra, CMOS cũng cho phép tích hợp nhiều chức năng trên cùng một chip, giảm kích thước và chi phí của hệ thống. Tuy nhiên, việc thiết kế mạch CMOS cũng đòi hỏi kiến thức chuyên sâu về đặc tính của transistor CMOS và các kỹ thuật thiết kế mạch tương tự.

II. Vấn Đề Nghiên Cứu Thách Thức Khi Thiết Kế Khối Tách Sóng CMOS

Thiết kế khối tách sóng AM sử dụng công nghệ CMOS đối mặt với nhiều thách thức. Một trong những thách thức chính là việc đảm bảo hiệu suất cao và độ méo thấp trong khi vẫn duy trì mức tiêu thụ năng lượng thấp. Các transistor CMOS có các đặc tính phi tuyến, có thể gây ra méo tín hiệu nếu không được thiết kế cẩn thận. Ngoài ra, các hiệu ứng tần số cao, chẳng hạn như hiệu ứng Miller và ký sinh, cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của mạch. Một thách thức khác là việc phối hợp trở kháng giữa các tầng của mạch. Việc phối hợp trở kháng không đúng cách có thể dẫn đến mất tín hiệu và giảm hiệu suất. Theo Nguyễn Văn Lâm, cần có các phương pháp thiết kế và mô phỏng chính xác để giải quyết các thách thức này. Luận văn sẽ trình bày các kỹ thuật thiết kế và mô phỏng được sử dụng để vượt qua các thách thức này và đạt được hiệu suất mong muốn.

2.1. Ảnh Hưởng Của Hiệu Ứng Tần Số Cao Đến Mạch Tách Sóng AM CMOS

Ở tần số cao, các linh kiện điện tử không còn hoạt động như lý thuyết ở tần số thấp. Các hiệu ứng ký sinh, như điện dung và điện cảm ký sinh, trở nên đáng kể và có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của mạch. Ví dụ, điện dung ký sinh giữa cực cổng và cực máng của transistor CMOS (hiệu ứng Miller) có thể làm giảm băng thông và tăng độ lợi. Ngoài ra, điện cảm ký sinh trong dây dẫn có thể gây ra cộng hưởng và làm méo tín hiệu. Để giảm thiểu ảnh hưởng của các hiệu ứng tần số cao, cần sử dụng các kỹ thuật thiết kế cẩn thận, chẳng hạn như giảm thiểu chiều dài dây dẫn và sử dụng các linh kiện có chất lượng cao. Các phần mềm mô phỏng, như Cadence, cũng có thể được sử dụng để mô phỏng và phân tích các hiệu ứng tần số cao và tối ưu hóa thiết kế mạch.

2.2. Tối Ưu Hóa Hiệu Suất Và Độ Méo Của Khối Tách Sóng Biên AM CMOS

Việc tối ưu hóa hiệu suất và độ méo là rất quan trọng trong thiết kế khối tách sóng biên AM. Hiệu suất được định nghĩa là tỷ lệ giữa công suất tín hiệu đầu ra và công suất tín hiệu đầu vào. Độ méo là một thước đo mức độ tín hiệu đầu ra khác với tín hiệu đầu vào. Để tối ưu hóa hiệu suất, cần chọn các transistor CMOS có đặc tính phù hợp và thiết kế mạch sao cho trở kháng được phối hợp tốt. Để giảm độ méo, cần sử dụng các kỹ thuật tuyến tính hóa, chẳng hạn như phản hồi âm và bù méo. Ngoài ra, việc lựa chọn điểm làm việc thích hợp cho các transistor CMOS cũng rất quan trọng để đạt được hiệu suất cao và độ méo thấp. Các phần mềm mô phỏng có thể được sử dụng để mô phỏng và tối ưu hóa các thông số thiết kế và đạt được các yêu cầu hiệu suất.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mạch Tách Sóng AM CMOS Hiệu Quả Nhất

Để thiết kế mạch tách sóng AM CMOS hiệu quả, cần tuân theo một quy trình thiết kế có cấu trúc. Quy trình này thường bao gồm các bước sau: xác định yêu cầu kỹ thuật, lựa chọn cấu trúc mạch, thiết kế mạch, mô phỏng mạch và kiểm tra mạch. Luận văn này sử dụng cấu trúc mạch tách sóng diode đơn giản, nhưng được cải tiến bằng cách sử dụng transistor CMOS thay vì diode thông thường. Theo TS. Phạm Nguyễn Thanh Loan, việc sử dụng transistor CMOS cho phép điều chỉnh trở kháng và cải thiện hiệu suất. Mạch được mô phỏng bằng phần mềm Cadence để đảm bảo đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.

3.1. Sơ Đồ Mạch Và Nguyên Lý Hoạt Động Của Khối Tách Sóng AM CMOS

Mạch tách sóng AM CMOS bao gồm một transistor CMOS hoạt động như một diode, một tụ điện và một điện trở. Tín hiệu AM được đưa vào cực cổng của transistor. Khi tín hiệu vượt quá điện áp ngưỡng, transistor sẽ dẫn điện và cho phép dòng điện chạy qua. Tụ điện lưu trữ điện tích và tạo ra điện áp đầu ra. Điện trở có chức năng xả tụ điện và loại bỏ các thành phần tần số cao của tín hiệu. Nguyên lý hoạt động dựa trên việc sử dụng đặc tính chỉnh lưu của transistor CMOS để loại bỏ phần âm của sóng mang và giữ lại tín hiệu gốc. Mạch này đơn giản và dễ thiết kế, nhưng hiệu suất có thể bị giới hạn bởi các đặc tính phi tuyến của transistor.

3.2. Lựa Chọn Linh Kiện Và Thiết Lập Ban Đầu Cho Mạch Tách Sóng AM CMOS

Việc lựa chọn linh kiện và thiết lập ban đầu là rất quan trọng để đạt được hiệu suất mong muốn. Cần chọn transistor CMOS có điện áp ngưỡng thấp và độ dẫn điện cao. Giá trị của tụ điện và điện trở phải được chọn sao cho thời gian hằng số RC phù hợp với tần số của tín hiệu gốc. Các thiết lập ban đầu, chẳng hạn như điện áp nguồn và dòng điện phân cực, cũng cần được tối ưu hóa để đạt được hiệu suất cao và độ méo thấp. Theo Nguyễn Văn Lâm, cần thực hiện các phép mô phỏng để xác định các giá trị tối ưu cho các linh kiện và thiết lập ban đầu.

IV. Mô Phỏng và Kết Quả Đánh Giá Hiệu Năng Khối Tách Sóng CMOS

Mạch tách sóng AM CMOS được mô phỏng bằng phần mềm Cadence. Các kết quả mô phỏng cho thấy mạch hoạt động tốt và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Hiệu suất của mạch là khoảng 70%, và độ méo là dưới 1%. Mạch có thể tách sóng tín hiệu AM với tần số sóng mang lên đến 1 MHz. Các kết quả này cho thấy rằng mạch tách sóng AM CMOS là một giải pháp hiệu quả cho các ứng dụng truyền thông vô tuyến. Theo TS. Phạm Nguyễn Thanh Loan, các kết quả mô phỏng này cần được xác nhận bằng các phép đo thực tế.

4.1. Các Thử Nghiệm Mô Phỏng Để Đánh Giá Hiệu Suất Tách Sóng AM CMOS

Các thử nghiệm mô phỏng được thực hiện để đánh giá hiệu suất của mạch tách sóng AM CMOS trong các điều kiện khác nhau. Các thử nghiệm này bao gồm thay đổi tần số sóng mang, biên độ tín hiệu đầu vào và nhiệt độ hoạt động. Các kết quả cho thấy mạch hoạt động ổn định trong một phạm vi rộng các điều kiện hoạt động. Tuy nhiên, hiệu suất của mạch giảm khi tần số sóng mang tăng lên hoặc khi nhiệt độ hoạt động tăng lên. Điều này là do các hiệu ứng tần số cao và các hiệu ứng nhiệt độ ảnh hưởng đến đặc tính của transistor CMOS.

4.2. Phân Tích Các Thông Số Quan Trọng Độ Lợi Độ Méo Tiêu Thụ Năng Lượng

Các thông số quan trọng của mạch tách sóng AM CMOS được phân tích để đánh giá hiệu suất của mạch. Độ lợi được định nghĩa là tỷ lệ giữa điện áp tín hiệu đầu ra và điện áp tín hiệu đầu vào. Độ méo là một thước đo mức độ tín hiệu đầu ra khác với tín hiệu đầu vào. Tiêu thụ năng lượng là một thước đo mức độ năng lượng mà mạch tiêu thụ. Các kết quả phân tích cho thấy mạch có độ lợi khoảng 1, độ méo dưới 1% và tiêu thụ năng lượng thấp. Các thông số này cho thấy mạch là một giải pháp hiệu quả cho các ứng dụng truyền thông vô tuyến.

V. Ứng Dụng Thực Tế Của Khối Tách Sóng Biên Độ AM Công Nghệ CMOS

Khối tách sóng biên độ AM sử dụng công nghệ CMOS có nhiều ứng dụng thực tế trong các hệ thống truyền thông vô tuyến, chẳng hạn như radio AM, hệ thống thông tin liên lạc di động và hệ thống định vị toàn cầu (GPS). Trong các ứng dụng này, khối tách sóng có chức năng khôi phục tín hiệu gốc từ tín hiệu đã được điều chế biên độ. Theo Nguyễn Văn Lâm, việc sử dụng CMOS cho phép tích hợp khối tách sóng với các chức năng khác trên cùng một chip, giảm kích thước và chi phí của hệ thống.

5.1. Tích Hợp Khối Tách Sóng AM CMOS Trong Các Thiết Bị Radio Cầm Tay

Trong các thiết bị radio cầm tay, khối tách sóng AM CMOS có thể được tích hợp với các chức năng khác, chẳng hạn như bộ khuếch đại, bộ lọc và bộ dao động, trên cùng một chip. Việc tích hợp này cho phép giảm kích thước và chi phí của thiết bị, đồng thời cải thiện hiệu suất và độ tin cậy. Ngoài ra, việc sử dụng CMOS cho phép giảm tiêu thụ năng lượng, kéo dài thời gian sử dụng pin của thiết bị.

5.2. Sử Dụng Trong Các Hệ Thống Thông Tin Liên Lạc Không Dây Wireless

Khối tách sóng AM CMOS cũng có thể được sử dụng trong các hệ thống thông tin liên lạc không dây, chẳng hạn như hệ thống mạng không dây (Wi-Fi) và hệ thống Bluetooth. Trong các ứng dụng này, khối tách sóng có chức năng khôi phục tín hiệu gốc từ tín hiệu đã được điều chế biên độ. Việc sử dụng CMOS cho phép đạt được hiệu suất cao và độ méo thấp, đồng thời giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí.

VI. Kết Luận và Hướng Phát Triển Luận Văn Nghiên Cứu Thiết Kế CMOS

Luận văn này đã trình bày nghiên cứu thiết kế khối tách sóng biên AM sử dụng công nghệ CMOS. Các kết quả cho thấy mạch hoạt động tốt và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hướng phát triển có thể được thực hiện để cải thiện hiệu suất và mở rộng ứng dụng của mạch. Theo TS. Phạm Nguyễn Thanh Loan, các hướng phát triển trong tương lai bao gồm sử dụng các kỹ thuật thiết kế tiên tiến hơn, chẳng hạn như tuyến tính hóa và bù méo, để cải thiện hiệu suất và giảm độ méo.

6.1. Tóm Tắt Các Kết Quả Nghiên Cứu Và Đóng Góp Của Luận Văn

Luận văn đã trình bày quá trình thiết kế và mô phỏng khối tách sóng biên AM sử dụng công nghệ CMOS. Các kết quả cho thấy mạch hoạt động tốt và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật. Luận văn này đóng góp vào lĩnh vực thiết kế mạch tương tự bằng cách trình bày một giải pháp hiệu quả cho việc thiết kế khối tách sóng biên độ, đồng thời cung cấp các hướng dẫn chi tiết và các kết quả mô phỏng. Đồng thời cung cấp một cái nhìn tổng quan về công nghệ cmos và cách nó ứng dụng vào thiết kế khối tách sóng. Mạch tách sóng AM CMOS có thể được cải thiện hơn nữa bằng cách sử dụng các kỹ thuật thiết kế tiên tiến hơn.

6.2. Đề Xuất Các Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Tách Sóng AM và CMOS

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc sử dụng các kỹ thuật tuyến tính hóa và bù méo để cải thiện hiệu suất và giảm độ méo. Ngoài ra, có thể nghiên cứu các cấu trúc mạch mới để đạt được hiệu suất cao hơn. Cuối cùng, có thể nghiên cứu các ứng dụng mới của khối tách sóng AM CMOS trong các lĩnh vực khác, chẳng hạn như Internet of Things (IoT) và cảm biến không dây.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Lý thuyết chưng. Trong chương đầu tiên nảy sẽ trình bày tổng quan vé tách sóng biên độ. cơ sở lý thuyết chúng what về các lĩnh kiện điện tử cơ bản nữ tụ điện, điện lzở, cuộn cảm, transistor, lý thuyết về công nghệ CMOS, đặc biệt là ảnh hưởng của tín hiệu tân.

80 cao tới đặc tính của các linh kiện cũng sẽ được trình bày trong chương này. Phan cuối cùng sẽ trình bảy sơ lược về phan mém Cadence dé stt dung trong qué trinh phân. tích thiết kế sv Chương2. Phân tích khối lách sóng biển độ MỤC LỤC LỠI CAM DOAN.

li Lời nói đầu,.,ÔỎ iv Chuong 1: Ly thuyét chung - - - - 1 1.1 Tổng quam về lách sông biển độ - - 1 1.2 Tách sóng biên độ |1|.3 Mach tach sóng biến độ co bản bằng mạch chỉnh lưu.2 Ung dung céng nghé CMOS trong thidt ké cao tin ooo sssssssssessseeeeeeee 5 1.4 Transistor MOSELT cece dd 1.3 Phản mềm mô phông,.1Một số khái niệm co ban trén Cadence IC i9 1.2 Thiết kế mạch nguyễn lý.3 Biểu diễn Cell với Virluaso Symbol Editing 1.1 Mô phóng hoạt động của mạch nguyên lý.5 Thiết kế sơ đả bố trí các lớp của TC - - 21 1.6 Kiểm tra sơ đề layout theo quy tắc của nhả sẵn xuất.7 So sánh mạch nguyên lý với sơ đồ layouL Chương 2: Phân tích thiết kể bộ tách biên 23 vi Danh sách hình vẽ Tình 1.: Sơ đồ mạch tách sông biên độ cơ bần bằng chỉnh lưu.2: Đặc tuyến dòng diện của mạch tách sóng biển độ. 3 Linh 1,3: Mô hình tương đương của điện trở & thn số cao [1].4: Sự phụ thuộc của điện trở vào tân số [1] - - 8 Hình 1.5: Mô hình tương đuơng của tụ điện [1].TÐ, Tlinh 1 6: Dac tinh dung khang theo tan sé [1] - - 10 Tình 1.7: Mồ hình lương đương của cuộn câm [1] 11 Tĩnh l.8: Sự phụ thuộc của cảm kháng vào tân số [1].9: Cau tao transistor NMOS [1] - 12 Hình 1.10: Đề thị đặc tuyến hoạt động của transistor NMOS [2| Linh 1.11: Mé hinh NMOS khi Vgg>0.12: Mô hình tín hiệu nhủ của transistor 1: theo sơ để 8 chúng |2| 16 Hình 1.13: Quy trình thiết kế IC Tinh 2 1: Kiến thức bộ thu trực tiếp [6].2: Bé tach bién-giai digu chế sóng AM đơn giản.3: D&c tuyén cia diode lam bing Silic va Germanium.4: Tín hiệu giải điển ché OOK - - - 25 Tình 2.5 Sơ đỗ mạch thay thế đioäc .6 Mô hình tín hiệu nhỏ của M1, M2.7 sơ đồ biếu diễn tạp âm dưới các nguồn đồng[1] - 28 Hinh 2.8: So dé mach tach bién [5].9: Mô hình mạng hai cửa của mạch tách biên.10: Mô tình tín hiệu xoay chiều taạch BD - 32 Hinh 3.1: Sơ đỗ mách tách biên [S]. vi Chương này sẽ trinh bày những phân tích các yếu tổ kỹ thuật bên trong IC tach sóng cơ bản, phân tích mạch cơ bàn của IC tách sóng biên độ, tính toán các tham số cơ bản của mạch tách sóng, > Chương 3. Thiết kế khối tách biên.

Chương nảy sẽ trình bày chỉ tiết các bước thiết kế khôi tách sóng, sử dụng phân. xuêm mô phỏng để thiết kế khối tách biên vá kết quã thu dược sau khi thiết kẻ. Trong quá trình thực hiện đỗ án, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ các thầy cô trong viên Điện tử - Viễn thông cũng như bè bạn trong viện, đặc biệt phải kế đến sự tân tâm, nhiệt tinh cia TS. Pham Nguyễn Thanh Loan giác viên trực tiếp chịu.

trách nhiệm hướng dẫn tôi nghiên cứu đề hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin đượu gửi lời cảm ơn chân (hành tới TS. Phạm Nguyễn Thanh T.oan, cac thay cô trong viện Điện tử - Viễn thông củng toản thể các cả nhân, tập thé da cỏ những giúp đỡ kịp thời cũng như những ý kiến đồng góp quý báu cùng góp phần hoán. thành nhiệm vụ nghiên cửu mà luận văn đặt ra.

x Danh sách bảng biểu Bang 3.1: Bang các yêu câu thiết kê.2 : Các thiết lập bạn đầu.4: Các tham số sau vào sau khi tối wu.5: Giá trị điện áp, dòng điện của transistor đã tối ưu.6: Bâng so sánh các tham số ao MỤC LỤC LỠI CAM DOAN. li Lời nói đầu,.,ÔỎ iv Chuong 1: Ly thuyét chung - - - - 1 1.1 Tổng quam về lách sông biển độ - - 1 1.2 Tách sóng biên độ |1|.3 Mach tach sóng biến độ co bản bằng mạch chỉnh lưu.2 Ung dung céng nghé CMOS trong thidt ké cao tin ooo sssssssssessseeeeeeee 5 1.4 Transistor MOSELT cece dd 1.3 Phản mềm mô phông,.1Một số khái niệm co ban trén Cadence IC i9 1.2 Thiết kế mạch nguyễn lý.3 Biểu diễn Cell với Virluaso Symbol Editing 1.1 Mô phóng hoạt động của mạch nguyên lý.5 Thiết kế sơ đả bố trí các lớp của TC - - 21 1.6 Kiểm tra sơ đề layout theo quy tắc của nhả sẵn xuất.7 So sánh mạch nguyên lý với sơ đồ layouL Chương 2: Phân tích thiết kể bộ tách biên 23 vi Hình 3.2: Đồ thị kháo sát Gmax theo Vụ, và Vạ, THỉnh 3.3: Dễ thị nhiễu theo Vụ¿y và Vặ, Hinh 3.4: So dé minh hoa transistor cé cling W/L nhưng khác nhau số fingtr.5: D4 thi khao quan hé gitta Gye VOU MY VA Np ooecccecccccccssssssssssscesseeeeesseessnt eee Hinh 3.6: 46 thi khao sat quan hệ giữa NE„„„ với m và nạ Hinh 3.7 : Để thị smith khảo sát Z¿„ theo mị.8: Dé thi smith khio sat Zin theo my.9: Đề thị khảo sát $y) thee C, Hình 3.10: Đỗ thị smith khảo sất Zu„ Theo Dạ.11: Bé thi Smith khảo sát 5;; theo C, Hinh 3.12: So để mạch khi mắc thêm cuộn cảm Ta; Hinh 3.13: Đỗ thị khảo sát 8¡¡ theo Laz.14: Đỏ thị S22 theo Ta; Hình 3.15: Đỏ thị biểu diễn sự chọn lọc tấn số. coi cuc Tinh 3.16: Dễ thị đạng tin hiệu ra. Danh sách hình vẽ Tình 1.: Sơ đồ mạch tách sông biên độ cơ bần bằng chỉnh lưu.2: Đặc tuyến dòng diện của mạch tách sóng biển độ.

3 Linh 1,3: Mô hình tương đương của điện trở & thn số cao [1].4: Sự phụ thuộc của điện trở vào tân số [1] - - 8 Hình 1.5: Mô hình tương đuơng của tụ điện [1].TÐ, Tlinh 1 6: Dac tinh dung khang theo tan sé [1] - - 10 Tình 1.7: Mồ hình lương đương của cuộn câm [1] 11 Tĩnh l.8: Sự phụ thuộc của cảm kháng vào tân số [1].9: Cau tao transistor NMOS [1] - 12 Hình 1.10: Đề thị đặc tuyến hoạt động của transistor NMOS [2| Linh 1.11: Mé hinh NMOS khi Vgg>0.12: Mô hình tín hiệu nhủ của transistor 1: theo sơ để 8 chúng |2| 16 Hình 1.13: Quy trình thiết kế IC Tinh 2 1: Kiến thức bộ thu trực tiếp [6].2: Bé tach bién-giai digu chế sóng AM đơn giản.3: D&c tuyén cia diode lam bing Silic va Germanium.4: Tín hiệu giải điển ché OOK - - - 25 Tình 2.5 Sơ đỗ mạch thay thế đioäc .6 Mô hình tín hiệu nhỏ của M1, M2.7 sơ đồ biếu diễn tạp âm dưới các nguồn đồng[1] - 28 Hinh 2.8: So dé mach tach bién [5].9: Mô hình mạng hai cửa của mạch tách biên.10: Mô tình tín hiệu xoay chiều taạch BD - 32 Hinh 3.1: Sơ đỗ mách tách biên [S]. vi Lời nói đầu ¬¬ Hiện nay, vi mạch điện tứ trên thế giới và ngày cảng chiếm uu thé hơn. Tuy nhiên, với các thiết bị điện tử thu phát hay các thiết bị truyền năng lượng không dây thì vi mạch tương tự là một phản không thể thiếu được. Dơ vậy, có thể khẳng định rằng, các vi mạch sé va vi mạch tương tự luôn tên tại một cách tương quan tuy có sự mất cân.

bằng về thi phan. Hau het trong các thiết bị điện tử, các vi mạch tương tư giữ vai trò chỉnh là thu tin hiệu, lọc nhiều vả khuếch đại tín hiệu. Tôi tập trung nghiên cứu khối tách sóng biên độ ED. Quá trình thiết kế và xây dựng kiến Irúc cho TC đặt ra một số vẫn đề yêu cầu về đầu vào, đâu ra của IƠ.

Hiện nay, các thiết bị cầm tay phát triển mạnh như diện thoại đi dộng, laptop sử dụng nguồn nang lượng chủ yếu 14 pin, do vậy hiệu năng của chúng thêng thường được đánh giá ‘bai năng lượng tiêu thụ của thiết bị. Vì vậy, trong cóc nghiên cửu và thiết kế vị mạch gan đây, việc tối ưa năng lượng luôn được chú trọng và đó cũng là một tong những, xnụe liêu chính trong thiết kế khối TC tach sóng biên độ của tôi Trong bảo cảo luận vẫn này, tối báo cáo về quá trình thiết kế một IC tách sóng, biên độ sử dụng transistor hoạt động ở chế độ bão hòa và chế độ đảo ngược yếu. Luận văn của tôi bao gồm ba chương, > Chương 1. Lý thuyết chưng.

Trong chương đầu tiên nảy sẽ trình bày tổng quan vé tách sóng biên độ. cơ sở lý thuyết chúng what về các lĩnh kiện điện tử cơ bản nữ tụ điện, điện lzở, cuộn cảm, transistor, lý thuyết về công nghệ CMOS, đặc biệt là ảnh hưởng của tín hiệu tân. 80 cao tới đặc tính của các linh kiện cũng sẽ được trình bày trong chương này. Phan cuối cùng sẽ trình bảy sơ lược về phan mém Cadence dé stt dung trong qué trinh phân.

tích thiết kế sv Chương2. Phân tích khối lách sóng biển độ MỤC LỤC LỠI CAM DOAN. li Lời nói đầu,.,ÔỎ iv Chuong 1: Ly thuyét chung - - - - 1 1.1 Tổng quam về lách sông biển độ - - 1 1.2 Tách sóng biên độ |1|.3 Mach tach sóng biến độ co bản bằng mạch chỉnh lưu.2 Ung dung céng nghé CMOS trong thidt ké cao tin ooo sssssssssessseeeeeeee 5 1.4 Transistor MOSELT cece dd 1.3 Phản mềm mô phông,.1Một số khái niệm co ban trén Cadence IC i9 1.2 Thiết kế mạch nguyễn lý.3 Biểu diễn Cell với Virluaso Symbol Editing 1.1 Mô phóng hoạt động của mạch nguyên lý.5 Thiết kế sơ đả bố trí các lớp của TC - - 21 1.6 Kiểm tra sơ đề layout theo quy tắc của nhả sẵn xuất.7 So sánh mạch nguyên lý với sơ đồ layouL Chương 2: Phân tích thiết kể bộ tách biên 23 vi 2.1 Phan tích bộ tách biên.2 Nguyên lý giải điều chế sóng AM tục tiếp, - - 24 2.3 Sơ đỗ mạch nguyên lý 3-4 Tính trở kháng vào và trở kháng ra của mạch - - 32 Chương 3: Thiết kê khối tách sóng biên độ.1 Sư đổ, nguyên lý hoại động của mạch.2 Yêu câu thiết kế - - - 35 3.3 Thiết lập ban dẫu.4 Xác định chẻ độ một chiễu.5 Xác định số finger của hai transistor.6 Phối hợp trở kháng - - - 42 Danh sách hình vẽ Tình 1.: Sơ đồ mạch tách sông biên độ cơ bần bằng chỉnh lưu.2: Đặc tuyến dòng diện của mạch tách sóng biển độ. 3 Linh 1,3: Mô hình tương đương của điện trở & thn số cao [1].