Low noise phase locked loop for RF-filter applications

Abstract

AB3:Tässä diplomityössä käsitellään vaihelukittua silmukkaa josta pyritään kehittämään riittävän pienikohinainen. Vaihelukitun silmukan suodattavia ominaisuuksia hyväksikäyttäen tehdään kaistanpäästösuodatin neljätasoiselle taajuusmoduloidulle signaalille. -Vaihelukittua kaistanpäästösuodatinta vertaillaan sanomakeskuksen tukiasemassa käytössä olevaan kidesuodattimeen joka mekaanisena komponenttina on tuotannossa yksilöllisesti säädettävä jokaiseen tukiasemaan erikseen. Koska kidesuodattimen säädössä on useita vapausasteita, säätöprosessia on hankalaa automatisoida. Vaihelukitulla kaistanpäästösuodattimella pyritään korvaamaan kidesuodatin ja tekemään laitteesta tuotannollisesti mahdollisimman yksinkertainen ja joustava. -Suunnittelussa käytettiin apuna simulaattoreita (Omnisys, Pspice, Aplac), laskentaohjelmaa (Matlab) ja piirikaavion sekä piirilevyn suunnitteluohjelmistoa (Mentor). Laitteesta valmistettiin prototyyppiversiot, joilla voitiin osoittaa laitteen toiminta ja tehdä vertailevia mittauksia kidesuodattimeen ja simuloituihin tuloksiin nähden. Prototyyppiä valmistettaessa se mitoitettiin sopimaan tukiaseman modulaattorilevyn päälle lisäkorttina, jotta mahdolliset häiriöiden kytkeytymiset havaittaisiin ennen kuin laite sovitettaisiin osaksi tukiasemaa. Näin myös vähennettiin riskiä joutua käymään läpi useita piirilevyn korjauskierroksia.

The goal of this Master of Science thesis is to study phase locked loop with a low noise device. Properties of phase locked loop are used in implementing band-pass filter for filtering frequency modulated signal. -Phaselocked loop based band-pass filter is compared to a chrystal filter in pager base station. For its electro mechanical nature, chrystal filter is a tuned device that has a dependent component tuning which is extremely difficult to automatice in mass production. As a result, phaselocked loop band-pass filter is designed to replace the chrystal filter and make it a practical and flexible filter implementation suitable in mass production. -In design flow, the simulators (Omnisys, Pspice, Aplac), mathematical calculation program (Matlab), schematic and layout program (Mentor) are used. Prototype versions have been build to ensure the function of the filter and to measure same features as from chrystal filter. Simulation and measured results have been compared and differences have been analysed. However, prototypes were designed to put inside the basestation to detect possible electromagnetic couplings. To conclusions, these proceedings can use to minimize the risk of several layout rounds.