Conception et intégration d'un synthétiseur digital direct micro-onde en technologie silicium SiGe : C 0.25um

par Stéphane Thuries

Thèse de doctorat en Conception de circuits microélectroniques et microsystèmes

Sous la direction de Éric Tournier.

Soutenue en 2006

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Cette thèse présente le travail effectué sur la conception d'un synthétiseur de fréquence entièrement numérique appelé Synthétiseur Digital Direct (DDS), dans la gamme micro-ondes, et en technologie BiCMOS SiGe. Ce DDS a pour objectif de se substituer aux synthèses de fréquences indirectes notamment basées sur des boucles à verrouillage de phase (PLL). Jusqu'à présent, le coût, la consommation, la surface d'intégration et la gamme de fréquences synthétisables des DDS étaient des facteurs limitants pour les applications du domaine micro-onde. Nous présentons dans cette thèse des techniques de conception en numérique hyperfréquence (logique ECL multi-niveaux, convertisseur numérique/analogique non-linéaire,. . . ) qui nous ont permis de repousser les limites évoquées et de concevoir les blocs élémentaires ainsi que le DDS complet, intégrés dans une technologie faible coût silicium et fonctionnant à haute fréquence tout en ayant une consommation réduite. Ainsi, la fréquence de fonctionnement du système final est de 6 GHz, sa résolution interne de 9-bits et sa consommation de seulement 308 mW. Ce travail démontre ainsi la faisabilité de DDS fonctionnant dans la gamme micro-onde compatibles avec les applications multimédias et télécommunications sans fil récentes (faible coût, agilité en fréquence, faible consommation, versatilité,. . . ).

  • Titre traduit

    Microwave direct digital synthesizer design and integration : in a 0.25um BiCMOS SiGe technology


  • Résumé

    Direct Digital Synthesizer (DDS) is a very versatile signal generation block, known to have many attractive characteristics among which: fast settling time, high frequency resolution, low phase noise, phase and frequency modulation capabilities, large bandwidth. . . All these features make DDS very attractive for modern microwave telecommunication systems. Although the principle of DDS has been known for many years, it did not get a dominant role in microwave communication systems due to its frequency limitation and high power consumption. A 6-GHz low power SiGe direct digital synthesizer (DDS) is reported. The DDS consists of a phase accumulator, a complementer, a digital-to-analog (D/A) converter and a bipolar differential pair. This paper discusses on the BiCMOS improvement design techniques used for the phase accumulator and the phase-to-amplitude conversion in order to achieve higher speed operation and lower power consumption compared to existing DDS. The phase accumulator is based on a three-levels BiCMOS logic which is used to implement the 1 bit full-adder and the D-flip-flop register. With this design, the power dissipation is reduced by 30 % over the usual four-levels series logic. The phase-to-amplitude conversion is completed through a bipolar differential pair instead of a ROM and/or complex computing circuit, providing significant saving in power consumption and die size. The circuit has been processed in a BiCMOS SiGe:C technology. The power consumption is 308 mW and it operates from a 2. 8 V supply.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (151 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.à la fin des chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2006TOU30163
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.