Belaidžio ryšio siųstuvų-imtuvų filtrų savitestavimo ir autokalibravimo metodų sukūrimas ir tyrimas

Abstract

Darbe nagrinėjamos integrinių analoginių filtrų savitestavimo ir savaiminio derinimosi sistemos, modeliai bei jų projektavimo būdai, kurie pritaikomi integrinių grandynų gamybos technologijose. Iškeliama ir įrodoma hipotezė, kad tinkamų savitestavimo ir savaiminio derinimosi sistemų parinkimas įga-lina ištestuoti ir suderinti integrinius filtrus reikalaujamu tikslumu naudojant 0,18 μm KMOP integrinių grandynų technologiją. Darbo tikslas – sukurti integrinių filtrų savitestavimo ir savaiminio derinimosi sistemas, leidžiančias aptikti kritines ir parametrines klaidas bei suderinti pagamintus grandynus reikiamu tikslumu. Darbe išspręsti uždaviniai: ištirtos belaidžio ryšio siųstu-vų-imtuvų blokų savitestavimo ir savaiminio derinimosi sistemos, pasiūlytas naujas integrinių analoginių rezistorių kondensatorių (RC) filtrų derinimo matricų projektavimo būdas, sukurta ir ištirta integrinių RC filtrų savaiminio derinimosi sistema ir ją sudarantys blokai. Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai ir trys priedai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai bei disertacijos struktūra. Pirmame skyriuje apžvelgiamos belaidžio ryšio siųstuvų-imtuvų blokų savitestavimo ir savaiminio derinimosi sistemų struktūros, analizuojami skaitmeniniai ir analoginiai blokai. Skyriaus pabaigoje, remiantis atlikta ana-lize, suformuluojami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje apžvelgiamos analoginių RC filtrų struktūros, jų pa-rametrai, paklaidų šaltiniai, aprašomi integrinių analoginių RC filtrų savites-tavimo ir savaiminio derinimosi sistemų modeliai ir veikimo algoritmai. Trečiajame skyriuje, pasinaudojus sukurtu projektavimo būdu, projek-tuojama integrinių analoginių RC filtrų savitestavimo sistema, naudojant kompiuterinių skaičiavimo metodą atliekamas suprojektuotos sistemos klai-dų nustatymo tikslumo ir panaudojimo skirtingose filtrų struktūrose tyrimas. Ketvirtame skyriuje suprojektuojama integrinių analoginių RC filtrų sa-vaiminio derinimosi sistema, naudojant kompiuterinių skaičiavimo metodą atliekamas suprojektuotos sistemos filtro parametrų derinimo tikslumo tyri-mas. Disertacijos tema yra atspausdinti 9 moksliniai straipsniai: trys – mokslo žurnaluose, įtrauktuose į Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazę, 4 – tarptautinių konferencijų medžiagose, įtrauktoje į Clarivate Analy-tics Proceedings duomenų bazę, 2 – mokslo žurnaluose, referuojamuose kitose tarptautinėse duomenų bazėse. Disertacijoje atliktų tyrimų rezultatai buvo pristatyti aštuoniose mokslinėse konferencijose Lietuvoje ir užsienyje.

The dissertation deals with self-testing and self-tuning systems, models of integrated analog filters and their design methods, which are applied in sub-micron integrated circuit manufacturing technologies. It is hypothesized that the selection of suitable self-testing and self-tuning systems enables the test-ing and matching of integrated filters with the required accuracy using 0.18 μm CMOS integrated circuit technology. The aim of the work is to create self-testing and self-tuning systems for integrated filters, which allow to de-tect catastrophic and parametric errors and to match the manufactured cir-cuits with the required accuracy. The following tasks were solved in the work: self-testing and self-tuning systems of wireless transceiver units were investigated, block models of the proposed integrated analog RC filter self-testing system were developed and researched, a method of designing tun-ing matrices of integrated RC filters is proposed, the system of self-tuning of integrated RC filters and its blocks is developed and researched. The dissertation consists of an introduction, four chapters, general con-clusions, lists of used literature and the author's publications on the topic of the dissertation, and three appendices. The introduction reveals the investigated problem, importance of the thesis and the object of research and describes the purpose and tasks of the work, research methodology, scientific novelty, the practical significance of results examined in the dissertation, defended statements and the structure of the dissertation. Chapter 1 reviews the methods and systems of both analog and digital self-testing and self-tuning of wireless transceiver units. At the end of the chapter, based on the review and analysis, the tasks of the dissertation are formulated. Chapter 2 reviews the structures of analog RC filters, their parameters, describes the design methods and operating algorithms of integrated analog RC filter self-identification and self-tuning systems. Chapter 3 presents the design of the self-testing system of integrated analog RC filters and using a computer calculation method, the accuracy of the designed system error detection and application in different filter struc-tures is investigated. Chapter 4 presents the design of self-tuning system for integrated ana-log RC filters, using the computer calculation method, the accuracy of filter alignment of the designed system is investigated. 9 scientific articles were published on the topic of the dissertation: 3 – in scientific journals included in the Clarivate Analytics Web of Science database, 4 – in the materials of international conferences included in the Clarivate Analyt-ics Proceedings database, 2 – in scientific journals refer-enced in other inter-national databases. The results of the research carried out in the dissertation were presented in 8 scientific conferences in Lithua-nia and abroad.