วิทยานิพนธ์ (วศ.ม.)--จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2556

ในระบบการสื่อสาร วงจรที่สำคัญและขาดไม่ได้คือวงจรกำเนิดสัญญาณท้องถิ่น ซึ่งมีหน้าที่กำเนิดสัญญาณพาหะให้กับระบบสื่อสาร เพื่อทำการมอดูเลตและส่งสัญญาณออกไป วงจรกำเนิดสัญญาณท้องถิ่นนี้ต้องกำเนิดสัญญาณที่เป็นรูปไซน์และอยู่ในช่วงความถี่ที่ต้องการจะใช้ในการสื่อสารนั้นๆ นอกจากนี้ สิ่งสำคัญอีกอย่างหนึ่งของระบบสื่อสารคือสัญญาณพาหะที่เป็นมุมฉากกัน เพื่อที่จะใช้ในการมอดูเลตแบบต่างๆ วิทยานิพนธ์นี้นำเสนอวิธีการออกแบบวงจรกำเนิดสัญญาณมุมฉากรูปไซน์ที่ปรับความถี่ได้ในช่วงความถี่ White space โดยใช้เทคนิคทวีคูณความจุไฟฟ้าบนเทคโนโลยีทรานซิสเตอร์แบบ CMOS 0.35 ไมครอน ใช้ไฟเลี้ยง 3.3 โวลต์ วงจรกำเนิดสัญญาณมุมฉากรูปไซน์นี้ประกอบด้วยวงจรสองส่วนคือ วงจรทวีคูณความจุไฟฟ้าและวงจรกำเนิดสัญญาณมุมฉากรูปไซน์ ผู้วิจัยใช้หลักการของมิลเลอร์ (Miller’s theorem) ในการสร้างวงจรทวีคูณความจุไฟฟ้า ซึ่งคือวงจรที่เปรียบเสมือนตัวเก็บประจุที่ปรับค่าได้โดยการแปรค่ากระแสไบอัส ผู้วิจัยได้ทำวิเคราะห์วงจรทวีคูณความจุไฟฟ้าโดยละเอียดเพื่อขยายช่วงความถี่การใช้งานของวงจรนี้ด้วยการวิเคราะห์ผลของตัวเก็บประจุแฝงของทรานซิสเตอร์ และใช้วิธีการหักล้างของโพลและซีโรในการเพิ่มช่วงความถี่ในการใช้งาน ช่วงการแปรค่าความจุไฟฟ้าสมมูลของวงจรทวีคูณความจุไฟฟ้าเมื่อแปรค่ากระแสไบอัสของวงจรสูงสุดมีค่าเป็น 3.153 เท่า ส่วนวงจรกำเนิดสัญญาณมุมฉากรูปไซน์ ในวิทยานิพนธ์นี้ได้ใช้โครงสร้างของวงจรแบบ Shunt – coupling QRXO (Quadrature Relaxation Oscillator) ในวงจรกำเนิดสัญญาณ Shunt – coupling QRXO จะมีตัวเก็บประจุที่ใช้งานอยู่ในวงจร ซึ่งการแปรค่าความจุไฟฟ้าในวงจรจะทำให้วงจรกำเนิดสัญญาณได้ที่ความถี่ต่างๆกัน วิทยานิพนธ์นี้จึงนำเสนอการแปรค่าความจุไฟฟ้านี้ด้วยวงจรทวีคูณความจุไฟฟ้า ทำให้วงจรกำเนิดสัญญาณสามารถแปรค่าความถี่ของสัญญาณได้โดยการแปรกระแสไบอัสของวงจรทวีคูณความจุไฟฟ้า ผลการทดสอบและการวิเคราะห์วงจรกำเนิดสัญญาณ Shunt – coupling QRXO ได้อธิบายไว้ในวิทยานิพนธ์นี้ ผลการทดสอบเมื่อใช้พารามิเตอร์ของวงจรที่ค่าหนึ่งนั้น จะได้ความถี่สูงสุดของสัญญาณคือ 772.2 MHz สัญญาณมีค่า THD ของฮาร์มอนิกที่สามเป็น 0.01494% มีเฟสนอยซ์ที่ความถี่ offset 1MHz คือ -67.46 dBc/Hz และใช้กำลัง 71.05 mW ขณะที่ความถี่ต่ำสุดของสัญญาณคือ 599.9 MHz สัญญาณมีค่า THD ของฮาร์มอนิกที่สามเป็น 4.077% มีเฟสนอยซ์ที่ความถี่ offset 1MHz คือ -91.71 dBc/Hz และใช้กำลัง 91.25 mW