Breitbandige Phasenschieber in Silizium-Bipolar-Technologie zur stufenlos einstellbaren Verzögerung von GHz-Taktsignalen:
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1993
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INHALTSVERZEICHNIS
I
INHALTSVERZEICHNIS
VERZEICHNIS
DER
ABKUERZUNGEN
UND
SYMBOLE
.
IV
1.
EINLEITUNG
.
1
1.1
ANWENDUNGSGEBIETE
FUER
TAKTSIGNAL-PHASENSCHIEBER
.
1
1.2
BEKANNTE
VERFAHREN
ZUR
TAKTSIGNALVERZOEGERUNG
IM
GHZ-BEREICH
.
3
1.3
ZIEL
UND
INHALT
DER
VORLIEGENDEN
ARBEIT
.
4
2.
GRUNDLAGEN
UND
DEFINITIONEN
.
6
2.1
TAKTSIGNALE
FUER
SCHALTUNGEN
IM
GHZ-BEREICH
.
6
2.1.1
DEFINITION
EINES
IDEALEN
TAKTSIGNALS
.
6
2.1.2
TASTVERHAELTNIS
.
7
2.1.3
JITTER
.
10
2.2
SYSTEM
ZUR
PHASENVERSCHIEBUNG
VON
TAKTSIGNALEN
.
11
2.2.1
GRUNDLAUFZEIT
.
11
2.2.2
PHASE
UND
STELLGROESSE
.
11
2.2.3
BANDBREITE
.
12
3.
PRINZIP
EINES
EINSTELLBAREN
PHASENSCHIEBERS
.
13
3.1
BLOCKSCHALTBILD
DER
GRUNDSCHALTUNG
.
13
3.1.1
ANSTEUERUNG
MIT
EINEM
SINUSFOERMIGEN
TAKTSIGNAL
.
13
3.1.1.1
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
PHASE
UND
STELLGROESSE
.
13
3.1.1.2
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
AUSGANGSAMPLITUDE
UND
STELLGROESSE
.
16
3.1.2
ANSTEUERUNG
MIT
EINEM
RECHTECKFOERMIGEN
TAKTSIGNAL
.
17
3.1.2.1
VERLAUF
DES
AUSGANGSSIGNALS
FUER
VERSCHIEDENE
WERTE
DER
STELLGROESSE
.
17
3.1.2.2
DIE
PHASE
DER
GRUNDWELLE
.
18
3.2
ERWEITERUNG
DES
BLOCKSCHALTBILDES
UM
EINE
FILTERFUNKTION
.
19
3.2.1
TIEFPASSFILTERUNG
DES
AUSGANGSSIGNALS
.
19
3.2.2
ZEITLICHER
VERLAUF
DES
AUSGANGSSIGNALS
.
21
3.2.3
PHASENVERLAUF
.
23
3.2.4
AMPLITUDENVERLAUF
.
25
4.
ERZEUGUNG
DER
BEIDEN
ERFORDERLICHEN
EINGANGSSIGNALE
MIT
FESTER,
FREQUENZUNABHAENGIGER
PHASENVERSCHIEBUNG
.
27
4.1
DARSTELLUNG
VERSCHIEDENER
KONZEPTE
.
27
4.1.1
PHASENSCHIEBER
MIT
HOCH-UND
TIEFPASSFILTER
.
27
4.1.1.1
BLOCKSCHALTBILD
.
27
4.1.1.2
BODEDIAGRAMM
.
28
4.1.1.3
MISCHSTUFE
UND
ADDIERER
.
30
4.1.1.4
PHASENDETEKTOR
.
33
U
INHALTSVERZEICHNIS
4.1.1.5
REGELUNG
DER
AUSGANGSAMPLITUDE
.
34
4.1.1.6
VORVERARBEITUNG
DER
EINGANGSSIGNALE
.
35
4.1.1.7
BEWERTUNG
DES
KONZEPTS
.
37
4.1.2
PHASENSCHIEBER
MIT
ZWEI
ALLPASSGLIEDEM
.
39
4.1.2.1
BLOCKSCHALTBILD
.
39
4.1.2.2
BODEDIAGRAMM
.
39
4.1.2.3
VORVERARBEITUNG
DES
EINGANGS
UND
REGENERATION
DES
AUSGANGSSIGNALS
.
43
4.1.2.4
BEWERTUNG
DES
KONZEPTS
.
44
4.1.3
PHASENSCHIEBER
MIT
RUECKGEKOPPELTEM
MASTER-SLAVE-D-FLIPFLOP
.
45
4.1.3.1
BLOCKSCHALTBILD
.
45
4.1.3.2
SIGNAL-ZEIT-DIAGRAMM
.
46
4.1.3.3
PROBLEME
UND
GRENZEN
DIESES
KONZEPTS
.
49
4.1.3.4
ERWEITERUNG
DES
EINSTELLBEREICHS
DURCH
EINE
PHASENUMSCHALTUNG
.
52
4.1.3.5
BEWERTUNG
DES
KONZEPTS
.
54
4.2
VERGLEICH
UND
BEWERTUNG
DER
UNTERSCHIEDLICHEN
KONZEPTE
.
54
5.
REALISIERUNG
EINES
PHASENSCHIEBERS
MIT
RUECKGEKOPPELTEM
MASTER-SLAVE-D-FLIPFLOP
IN
E
2
CL-TECHNIK
.
56
5.1
GRUNDELEMENTE
UND
SCHALTUNGSTECHNIKEN
.
56
5.2
DIE
EINZELNEN
TEILSCHALTUNGEN
.
62
5.2.1
EINGANGSSTUFE
.
62
5.2.2
FREQUENZTEILER
UND
PHASENSPALTER
.
66
5.2.3
EIGENTLICHER
PHASENSCHIEBER
.
69
5.2.3.1
GRUNDSCHALTUNG
DES
EIGENTLICHEN
PHASENSCHIEBERS
.
69
5.2.3.2
EIGENTLICHER
PHASENSCHIEBER
MIT
TRANSIMPEDANZSTUFE
.
84
5.2.4
FREQUENZVERDOPPLER
.
96
5.2.4.1
DOPPEL-EXOR-GATTER
.
99
5.2.4.2
SYMMETRISCHES-EXOR-GATTER
.
105
5.2.5
PHASENUMSCHALTER
.
111
5.2.6
AUSGANGSSTUFE
.
114
5.2.7
SCHALTUNG
ZUR
OFFSETKORREKTUR
.
116
6.
EINSTELLBARER
TEMPERATURKOEFFIZIENT
DER
PHASE
.
118
6.1
ANWENDUNGSBEISPIEL
.
118
6.2
TEMPERATURABHAENGIGKEIT
DER
GRUNDLAUFZEIT
.
119
6.3
KONZEPT
ZUR
REALISIERUNG
EINER
TEMPERATURABHAENGIGEN
PHASENVERSCHIEBUNG
.
120
6.3.1
BLOCKSCHALTBILD
.
120
6.3.2
REALISIERUNG
DER
STELLSPANNUNGSERZEUGUNG
MIT
EINSTELLBAREM
TEMPERAMRKOEFFIZIENTEN
IN
E
2
CL-TECHNIK
.
122
INHALTSVERZEICHNIS
III
7.
TECHNOLOGISCHE
REALISIERUNG
.
124
7.1
TECHNOLOGIE
DES
INSTITUTS
FUER
ELEKTRONIK
.
124
7.2
TRANSISTOR
UND
WIDERSTANDSMODELLIERUNG
.
127
7.3
SCHALTUNGSSIMULATION
.
129
7.3.1
SIMULATION
MIT
DEM
PROGRAMM
SPICE
.
129
7.3.2
SIMULATION
MIT
EINEM
SPEZIELLEN
ANALOGRECHNER
.
130
7.3.3
BERUECKSICHTIGUNG
PARASITAERER
ELEMENTE
BEI
DER
SIMULATION
.
131
7.4
STRUKTURENTWURF
(LAYOUT)
.
132
7.4.1
VERMEIDUNG
LAYOUTBEDINGTER
OFFSETPROBLEME
.
132
7.4.2
VERMEIDUNG
VON
SIGNALKOPPLUNGEN
AUF
DEM
CHIP
.
133
7.4.3
REALISIERUNG
VON
SCHALTUNGSVARIANTEN
.
133
7.4.4
CHIPFOTO
.
134
8.
MESSVERFAHREN
UND-ERGEBNISSE
.
135
8.1
PROBLEME
DER
QUASISTATISCHEN
MESSUNG
AM
SPITZENMESSPLATZ
.
135
8.2
MESSFASSUNG
FUER
HOCHFREQUENZMESSUNGEN
.
136
8.3
MESSERGEBNISSE
.
138
8.3.1
AUSGANGSSIGNALE
BEI
VERSCHIEDENEN
FREQUENZEN
UND
PHASENEINSTELLUNGEN
.
138
8.3.2
PHASE
ALS
FUNKTION
DER
STELLSPANNUNG
.
142
8.3.3
PHASE
ALS
FUNKTION
DER
TEMPERATUR
.
146
8.4
VERGLEICH
DER
MESSERGEBNISSE
MIT
DER
SIMULATION
.
149
9.
WEITERFUEHRENDE
ARBEITEN
.
152
9.1
PHASENSCHIEBER
MIT
ERWEITERTEM
EINSTELLBEREICH
.
152
9.2
PHASENSCHIEBER
FUER
DIGITALE
DATENSIGNALE
.
157
9.3
VERWENDUNG
MODERNER
TECHNOLOGIEN
.
158
10.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
159
11.
LITERATURVERZEICHNIS
.
160 |
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