برای بدست آوردن شرایط نوسان نیز باید شرط دامنه بررسی شود.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

با جایگذاری فرکانس نوسان محاسبه شده از شرط فاز در معادله­ (۳-۴) و حل نامعادله حاصل شرط نوسان نیز محاسبه می­ شود. بطور خلاصه فرکانس و شرط نوسان برابر است با

از معادلات (۳-۵) و (۳-۶) مشخص است که فرکانس و شرط نوسان این ساختار با نوسان‌ساز LC کلاسیک برابر است. در بخش بعد جریان ترانزیستورهای این ساختار بررسی می­ شود.

1. 1. تحلیل جریان ترانزیستورهای زوج تفاضلی ساختار مورد بررسی و بررسی نویز فاز آن

در این قسمت نقش خازن­های موازی شده در کاهش زاویه هدایت ترانزیستورهای زوج تفاضلی بررسی می­ شود. در پیوست الف نشان داده شده است که ولتاژ نقطه سورس ترانزیستورهای زوج تفاضلی را می­توان به صورت زیر نوشت.

که در آن  دامنه و  تاخیر فاز ولتاژ سورس نسبت به ولتاژ نوسان خروجی است. یعنی سورس با فرکانس دو برابر فرکانس خروجی نوسان می­ کند. بدلیل ساختار تفاضلی این نوسان‌ساز ولتاژهای خروجی نیز فرم تفاضلی دارند و می­توان آنها را به فرم زیر نوشت:

که در آن A دامنه نوسان خروجی و  سطح DC آن­ها می­باشد.
با توجه به مشخص بودن ولتاژ دو سر خازن­های موازی ( که بین سر درین و سورس قرار گرفته­اند)، می­توان معادله­ جریان آن را نیز محاسبه کرد

دو حالت را باید برای ترانزیستورها درنظر گرفت.
ابتدا فرض می­ شود خروجی­ها در نقاط گذر از صفر نوسان خود قرار داشته باشند. با توجه به اینکه دامنه نوسان سورس نسبت به دامنه نوسان خروجی ناچیز است، می­توان تغییرات جریان خازن را تقریبا متناسب با تغییرات ولتاژ خروجی درنظر گرفت. بنابراین چون در این حالت سیگنال AC خروجی صفر می­باشد، شیب ولتاژ در این نقاط ماکزیمم است و جریان خازن­ها در پیک خود قرار دارند.

v_o1 و v_o2 سیگنال ac خروجی و I_C1 و I_C2 جریان عبوری از خازن­های موازی می­باشد. بنابراین مجموع جریان عبوری از خازن ها از رابطه (۳-۹) محاسبه می­ شود و برابر است با

می­توان با طراحی درست پارامترهای مدار از جمله  مدار را بگونه ای طراحی کرد که این مجموع در نقاط گذر از صفر حتی­الامکان مقدار بزرگتری داشته باشد، یعنی در این نقاط بیشتر جریان دنباله از خازن­ها گذشته و وارد ترانزیستورها نشود. بهترین حالت این است که در نقاط گذر از صفر همه جریان دنباله از دو خازن بگذرد یعنی:  ، بعبارت دیگر باید

در این صورت در ناحیه تفاضلی جریان ترانزیستورها صفر شده و نویزی به خروجی تزریق نمی­ شود و این عاملی برای بهبودی نویز فاز است.
حالت دوم را باید حالتی درنظر گرفت که ترانزیستورها دچار سوئیچ کامل شوند بگونه­ای که بعنوان مثال _۱M خاموش و M₂ روشن باشد. در این حالت  و  بصورت زیر محاسبه می­ شود

همانطور که در رابطه (۳-۱۳) مشاهده می­ شود با منفی شدن عبارت  جریان درین در بعضی نقاط از جریان دنباله نیز بیشتر می­ شود، این بدین معنی است که در نقاطی از نوسان (حوالی نقاط گذر از صفر) بدلیل کاهش زاویه­ی هدایت (خاموش شدن ترانزیستور) برای حفظ متوسط
جریان مصرفی، جریان خازن­ها به دنباله افزوده شده تا پیک جریان ترانزیستور را افزایش دهد. در واقع با این کار جریان در نقاط حساس کاهش یافته و در نقاط با حساسیت مینیمم این کاهش جبران شده است. همان­طور که در شبیه­سازی­های فصل چهارم نیز نشان داده خواهد شد، در این طراحی جریان عبوری از مجموع خازن­ها در نقاط گذر از صفر خروجی در پیک خود قرار دارد. بعبارت دیگر در این ساختار زاویه هدایت ترانزیستورهای سوئیچ کاهش یافته که نتیجه آن کاهش نویز فاز نوسان‌ساز است. مشکلی که در این ساختار وجود دارد این است که این بیانات بیشتر بصورت تئوری درست است. در عمل بدلیل پیچیده­تر بودن معادلات ترانزیستورها هیچوقت جریان دنباله تماما از خازن­ها نمی­گذرد و ترانزیستورها نیز کمی جریان دارند. به عبارت دیگر برقراری تساوی (۳-۱۲) مشکل می­باشد. در بخش بعد ساختاری پیشنهاد می­ شود که تکنیک معرفی شده را بهبود داده و جریان با زاویه­ی هدایت کمتری برای ترانزیستورهای سوئیچ می­ شود.

1. طراحی نوسان‌سازLC جدید به­منظور بهبود جریان شکل دهی شده ترانزیستورها