وبلاگ

برای تضمین نوسان و بازسازی سیگنال ورودی در مقابل تغیرات ناشی از درجه حرارت و پروسه مورد استفاده، دامنه گین حلقه باید بزرگتر از یک باشد (در نوسان‌سازهای عملی معمولا ۲ در نظر گرفته می­ شود) این سیگنال ورودی با هر نویز یا تغییرات در نوسان‌ساز مانند تغییرات دمایی و سایر فرایندهای محیطی ممکن است ساخته شود، بنابراین شرایط بارک هوزن شرایط لازم برای نوسان می­باشند ولی کافی نیستند[۳].

1. 1. مدل مقاومت منفی نوسان‌سازها

در بعضی از انواع نوسان‌سازها مناسب­تر است که مدل فیدبک برای مدل نوسان‌ساز بکار برده شود. همانند نوسان‌ساز­­های رینگ. برای نوسان‌سازهای مبنی بر تشدیدگر پدیده نوسان برمبنای مفهوم مقاومت منفی راحت­تر بررسی می­ شود. همانطور که در شکل (۲-۳) نشان داده شده است تشدیدگر را می­توان معادل با یک تانک RLC موازی در­نظر گرفت که در آن R_p تلفات اجتناب­ناپذیر انرژی در تانک را نشان می­دهد.
اگر تانک با یک جریان ضربه تحریک شود (شکل a(2-3)) و یا یک شرایط اولیه­ روی آن قرار داده شود، بدلیل تلفات ناشی از R_p، تانک بصورت نوسانی میرا پاسخ می­دهد زیرا در هر چرخه، قدری از انرژی که بین خازن و القاگر جابجا می­ شود، بصورت گرما در مقاومت تلف می­ شود. حال فرض شود مقاومتی به اندازه –R_p به موازات مقاومت تانک قرار داده شود و آزمایش فوق تکرار شود( شکل b(2-3))، از آنجایی که ، تانک بطور نامحدود در فرکانس نوسان می­ کند. بنابراین همانند شکل c(2-3) اگر یک مدار تک قطبی که مقاومت منفی ایجاد می­ کند به موازات تانک قرار گیرد، ترکیب حاصل می ­تواند نوسان کند زیرا عامل اتلاف انرژی وجود ندارد. یک چنین توپولوژی مدل مقاومت منفی نوسان‌ساز نامیده می­ شود. قابل توجه است که در فرکانس­های خیلی بالا و مایکروویو، امپدانس دیده شده از مدار اکتیو دارای فیدبک مثبت فقط به صورت یک مقاومت منفی نخواهد بود و دارای یک جزء موهومی نیز می­باشد که در این حالت به منظور ایجاد نوسان باید مجموع امپدانس دیده شده از مدار اکتیو و امپدانس شبکه مورد نظر برابر صفر باشد.

1. 1. انواع نوسان‌ساز­های CMOS

دسته‌بندی نوسان‌سازها این آگاهی را به طراح می­دهد که با توجه به مشخصات مطلوب آن بتوان مکان نوسان‌ساز را در دسته بندی پیدا کرد. نوسان‌سازها را می­توان از جنبه­ های مختلف دسته­بندی کرد. به عنوان مثال این دسته­بندی می ­تواند بر اساس یکی از مشخصه­های اساسی مانند فرکانس نوسان، مصرف توان و عملکرد فرکانسی و یا بر اساس عملکرد نوسان‌ساز مانند شکل موج خروجی باشد. در ادامه دو نمونه از تقسیم­یندی­ نوسان‌ساز­ها نشان داده شده است.

میرا شدن پاسخ ضربه شبکه RLC و جبران آن با اضافه کردن مقاومت منفی
در یک تقسیم ­بندی نوسان‌سازها را بر اساس نوع تشدیدگر و نوع شکل موج خروجی آن تقسیم ­بندی می­ کنند [۴]. در این تقسیم ­بندی شکل موج نوسان‌سازهای بنا­شده بر اساس تشدیدگرها سینوسی است در حالیکه خروجی نوسان‌سازهایی که بر اساس غیر تشدیدگر بنا شده ­اند، می­توانند خروجی­هایی به فرم مربعی و مثلثی و غیره داشته باشند. شکل (۲-۴).
Oscillators
Resonator-based
Waveform-based
RC
Oscillators
SC
Oscillators
LC
Oscillators
Crystal
Oscillators
Relaxation
Oscillators
Ring
Oscillators
دسته بندی نوسان‌سازها
در تقسیم بندی دیگر ابتدا نوسان‌سازها به دو نوع کلی “زمان گسسته” و “زمان پیوسته” تقسیم شده ­اند. سپس بصورت نشان داده شده در شکل (۲-۵) نوسان‌سازهای مختلف را با توجه به ویژگی­هایشان در این تقسیم بندی جای گرفته­اند[۵]. در ادامه برخی از نوسان‌سازهای نام برده شده در شکل­های (۴-۲) و (۵-۲) به طور خلاصه تعریف شده ­اند.
Electronic Oscillator
Continuous -time
Discrete- time
Resonator based
Non-resonator based
Relaxation
Oscillators
LC
Oscillators
Crystal
Oscillators
Ring
Oscillators
Digital