در بخش قبل نوسان‌سازی معرفی شد که در آن با موازی کردن خازن­هایی با ترانزیستورها جریان ترانزیستورها تاحدی شکل­دهی شده است. به­ طور تئوری نشان داده شد که در نقاط گذر از صفر جریان دنباله فقط از خازن­ها می­گذرد و از هر دو ترانزیستور جریانی عبور نمی­کند. ولی در عمل جریان ترانزیستورها در این نقاط کاملا صفر نمی­ شود. همانطور که از رابطه (۳-۱۲) مشخص است، دامنه این جریان در این نقاط با مقدار خازن رابطه مستقیم دارد. هدف کاهش بیشتر زاویه هدایت ترانزیستورها است. برای این منظور ساختار نشان داده در شکل (۳-۶) پیشنهاد می­ شود. در این ساختار از خازن سوم بین سورس ترانزیستورهای زوج تفاضلی استفاده شده است. در این صورت دیگر نمی­ توان از جریان دنباله ثابت برای بایاس آن استفاده کرد. به همین دلیل از ولتاژ­های خروجی برای بایاس ترانزیستورهای دنباله استفاده شده است.

( اینجا فقط تکه ای از متن پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

برای داشتن عملکرد بهتر نویز فاز ولتاژهای خروجی به طور معکوس و به صورت Cross-Coupled اعمال شده ­اند. زیرا همان­طور که در فصل دوم نیز اشاره شد، این شیوه بایاس سبب می­ شود جریان ترانزیستورها تا حدی فرم­دهی شوند و با وارد شدن این جریان به هسته­ی اصلی نوسان‌ساز که وظیفه­ی اصلی شکل­دهی را بر عهده دارد، میزان کاهش زاویه­ی هدایت افزایش ­یابد.

نوسان‌ساز پیشنهادی

1. 1. بررسی شرایط نوسان ساختار پیشنهادی

برای بررسی شرایط نوسان این نوسان‌ساز ابتدا باید تابع تبدیل حلقه باز از ورودی به خروجی نوسان‌ساز محاسبه شود. مشابه روال انجام شده در بخش ۳-۴ تابع محاسبه شده و در رابطه­ (۳-۱۴) نشان داده شده است.

در رابطه­ فوق بهره­ی هر طبقه از حلقه است. با اعمال دو شرط (۳-۱) در رابطه (۳-۱۴) فرکانس و شرط نوسان به صورت ‌زیر محاسبه می­ شود

در رابطه­ (۳-۱۵) مشاهده می­ شود که ^״C در واقع نقش معادل سری دو خازن C و ۲C_s را بازی می­ کند. بعبارت دیگر^״C کوچکتر از دو خازن C و ۲C_s است. بنابراین خازن معادل تانک کاهش می­یابد و متعاقبا فرکانس نوسان افزایش می­یابد. برای کار در همان فرکانس قبل می­توان خازن فیدبک را افزایش داد. با افزایش این خازن دامنه جریان عبوری از ترانزیستورهای زوج تفاضلی در نقاط گذر از صفر(که متناسب با اندازه­ خازن بود) کاهش می­یابد و سبب می­ شود جریان ترانزیستورها به صورت پالس هایی با پهنای کمتر تبدیل شوند.
در ادامه با بررسی دامنه نوسان و ولتاژ و جریان نوسان‌ساز چگونگی کاهش زاویه­ی هدایت به­ طور مبسوط توضیح داده خواهد شد.

1. 1. محاسبه­ی دامنه­ نوسان

• • تحلیل مدل سیگنال کوچک نوسان‌ساز

ابتدا با فرض مدل سیگنال کوچک رابطه­ای بین ولتاژ نوسان خروجی و سورس ترانزیستورهای سوئیچ را بدست آورده تا بتوان رابطه­ کلی برای ادامه­ تحلیل محاسبه کرد. برای این منظور، نوسان‌ساز را در حالت سوئیچ کامل درنظر گرفته بگونه­ای که M₁:on و M₂:off باشد. در این صورت مدار معادل نوسان‌ساز به صورت شکل (۳-۷) می­باشد.
با تحلیل این مدار و KCL در دو گره سورس معادلات زیر نتیجه می­ شود

با توجه به ساختار تفاضلی نوسان‌ساز ولتاژ سورس­ها و درین­ها نیز متقارن می­باشند. بعبارت دیگر

بنابراین از رابطه­ (۳-۱۷) می­توان ولتاژ سورس را بر حسب ولتاژ درین محاسبه کرد.
مدار معادل نوسان‌ساز شکل (۳-۶) در حالت سوئیچ کامل

نیز می­توان فاز سورس را بر حسب فاز خروجی بدست آورد.

با توجه به اینکه ، بنابراین
رابطه­ (۳-۲۱) بیانگر این است که در حالت سیگنال کوچک سورس و درین ترانزیستور سوئیچ هم­فازند. با افزایش دامنه نوسان نیز با تقریب خوبی می­توان گفت این نقاط هم­فازند و با توجه به ساختار تفاضلی نوسان‌ساز و تقارن ولتاژ سورس­ها و درین­ها می­توان آنها را بصورت زیر نوشت:

• • محاسبه­ی دامنه­ نوسان