Τεχνικές Ελέγχου Ορθής Λειτουργίας Και Διόρθωσης Επιδόσεων Τηλεπικοινωνιακών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων Υψηλών Συχνοτήτων

Abstract

Στη διατριβή αυτή παρουσιάζονται τεχνικές ελέγχου ορθής λειτουργίας και διόρθωσης επιδόσεων κατάλληλες για αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα RF.Συγκεκριμένα στοιχεία που έχουν επίδραση στις επιδόσεις των κυκλωμάτων σχεδιάζονται ώστε να μπορούν να ρυθμίζονται ψηφιακά, παρέχοντας τη δυνατότητα μεταβολής των επιδόσεων γύρω από τις τιμές που αυτές εμφανίζουν αμέσως μετά τη διαδικασία κατασκευής, μέσω ενός συνόλου διακριτών καταστάσεων λειτουργίας. Ένα σύνολο βέλτιστα επιλεγμένων παρατηρήσιμων μεγεθών χρησιμοποιείται για την ανάπτυξη μοντέλων πρόγνωσης των χαρακτηριστικών επίδοσης σε κάθε κατάσταση λειτουργίας. Στη φάση του ελέγχου, λαμβάνονται μετρήσεις από ένα υποσύνολο των καταστάσεων του κυκλώματος. Η επεξεργασία των παρατηρήσιμων μεγεθών ελέγχου επιτρέπει την ανίχνευση ελαττωμάτων με την αξιοποίηση ενός διευρυμένου υπερσυνόλου των παρατηρήσιμων μεγεθών. Επιπλέον, οι προγνώσεις των επιδόσεων χρησιμοποιούνται για την εξέταση της συμμόρφωσης του κυκλώματος προς τις προδιαγραφές, καθώς και για τη διόρθωση της συμπεριφοράς του, με την εξαναγκασμένη μετάπτωσή του στην κατάσταση στην οποία όλα τα χαρακτηριστικά επίδοσης αποκαθίστανται σε αποδεκτές τιμές. Προκειμένου να αντιμετωπισθεί το πρόβλημα της προσβασιμότητας στα παρατηρήσιμα μεγέθη ελέγχου, προτείνεται ενσωματωμένη τεχνική συλλογής μετρήσεων συνεχών τάσεων, οι οποίες χρησιμεύουν στη διόρθωση των επιδόσεων μικτών RF. Οι μετρήσεις πραγματοποιούνται με τη βοήθεια ενός μετατροπέα αναλογικού σε ψηφιακό, ο οποίος αποτελείται από ταλαντωτή δακτυλίου και απαριθμητή. Προτείνεται, επιπλέον, μέθοδος για την ελαχιστοποίηση της αβεβαιότητας που υπεισέρχεται στο ίδιο το σύστημα μέτρησης, εξαιτίας κατασκευαστικών διακυμάνσεων και ανομοιομορφιών των διατάξεων.Διερευνάται, επίσης, η εφαρμογή αλγορίθμων επιλογής με σκοπό την μείωση του αριθμού των παρατηρήσιμων μεγεθών που απαιτούνται για τη διατήρηση ανεκτής ακρίβειας εναλλακτικού ελέγχου, μέσω μιας διαδικασίας βελτιστοποίησης η οποία οδηγεί σε μείωση του κόστους ελέγχου με τον περιορισμό της πολυπλοκότητας και της χρονικής διάρκειας διεξαγωγής του.Η αποδοτικότητα των προτεινόμενων μεθόδων επιβεβαιώνεται με την εφαρμογή τους στις διαδικασίες ελέγχου ορθής λειτουργίας και διόρθωσης των επιδόσεων ενός τυπικού μίκτη RF τεχνολογίας 0.18μm CMOS, από τον οποίο λαμβάνονται αποτελέσματα προσομοιώσεων που αξιολογούνται και συγκρίνονται με αντίστοιχες συμβατικές τεχνικές.