주파수 튜닝과 이산 튜닝
주파수 튜닝(Frequency Tunning)
주파수 튜닝에 대해서는 우리가 이전에 버렉터에 대해서 배웠다.
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MOS 소자의 커패시터 동작과 바랙터(Varactor)
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주파수 튜닝을 위해서는 바랙터를 사용한다.
합리적인 튜닝 범위에 충분한 폭(Freq Range)과 좋은 위상잡음 유지할 수 있을정도로 좁아야 한다.
여기서 넓은 튜닝 범위가 탱크 Q 및 AM/PM 변환을 악화시키는 것을 유의하자.
2022.03.26 - [회로 관련 전공/RF 설계 기초 개념] - 양호도(Q, Quality Factor)
양호도(Q, Quality Factor)
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좁은 주파수 범위에서 Q가 어느정도(3보다) 값 보다 클 때 아래와 같이 표현됨을 위 링크에서 알 수 있었다.
탱크의 커패시턴스가 커지면 Rp는 ω^2에 비례하게 감소한다.
(ω가 10% 변할 때 진폭은 20% 변화한다 한다.)
이산 튜닝(Discrete Tunning)
넓은 튜닝 범위가 필요한 응용에서는 이산 튜닝(Discrete Tunning)을 VCO에 연결하여 더 큰 커패시턴스를 제공하게 되는데 하게되고 이에 대한 개요는 아래와 같이 표현이 가능하다.
그림 1을 보게되면 각각의 값이 Cu인 작은 커패시터 뱅크를 X와 Y 노드에 연결하여 커패시턴스 성분을 키워줌으로써 주파수를 낮게 만들어준다. 그림 1에서 C1은 인덕터에 존재하는 Cap 성분이다.
해당 커패시턴스를 디지털 제어하게 되며 이는 그림 2와 같은 특성 곡선을 만들 수 있다.
이는 LC 발진기가 가지는 좁은 튜닝 범위를 보완해주게 된다.
만약 튜닝 범위에 대한 설계가 잘못된경우 주파수 튜닝을 할 때 nCu 와 (n-1)Cu 사이에 Blind Zone이 생길 수 있음을 유의해야하며 주파수 튜닝 범위가 겹치도록 설계해야 한다.
모든 커패시터가 스위치 인(In)하여 cap을 다 포함하게 된다면 버렉터가 Cmax를 가질 때 가장 낮은 주파수(ω_min)를 가질 수 있다.
모든 커패시터가 스위치 아웃이 된 경우와 최소값 Cmin 을 가질 때 가장 높은 주파수(ω_max)를 가지게 된다. 그림 2에서는 우측 상단 0xCu 부분이 해당된다.
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