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Un bombeo de carga integrado para aplicaciones de bucle de fase en entornos adversos

Autores: Mestice, Marco; Ciarpi, Gabriele; Rossi, Daniele; Saponara, Sergio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un bombeo de carga integrado para aplicaciones de bucle de fase en entornos adversos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Funciones
Electrónica
Síntesis de reloj
Bucles de fase de bomba de carga
CP-PLL
Diseño.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 38

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Entre todas las funciones que realizan actualmente los dispositivos electrónicos, la síntesis de reloj tiene un papel fundamental. Los bucles de bloqueo de fase con bomba de carga (CP-PLL) se utilizan ampliamente para llevar a cabo la síntesis de reloj gracias a su versatilidad. Una de las partes más críticas de los CP-PLLs es la bomba de carga, que influye enormemente en el rendimiento del sistema. A pesar de que se han propuesto varias bombas de carga de alto rendimiento en el pasado, con la rápida expansión de la electrónica en todos los campos de la ingeniería, el diseño de estos dispositivos electrónicos ha encontrado varios desafíos adicionales dictados por las condiciones ambientales externas. Ejemplos de estos sectores de la ingeniería son el espacio, la aeronáutica, aplicaciones industriales y automotrices, donde la bomba de carga debe enfrentar altas temperaturas ambientales y efectos de radiación. Como consecuencia, su diseño y caracterización experimental deben realizarse para garantizar la fiabilidad cuando opera en condiciones adversas. Sin embargo, hasta donde sabe el autor, no se han presentado trabajos en la literatura que hayan mostrado un diseño completo de bomba de carga y su caracterización en entornos tan adversos. Por lo tanto, para llenar este vacío, este documento presenta una bomba de carga para aplicaciones de PLL específicamente diseñada para alcanzar temperaturas de funcionamiento de hasta 200 grados Celsius y niveles totales de dosis ionizante de hasta 100 Mrad. Todas las decisiones de diseño han sido verificadas experimentalmente y se discuten a lo largo del documento en detalle. Con el diseño propuesto, obtuvimos una variación de corriente de salida de menos del 8% a 200 grados Celsius y menos del 2.5% a 100 Mrad. A diferencia de las bombas de carga que se pueden encontrar en la literatura, estos resultados se midieron en silicio. Las mediciones realizadas confirman que la variación de corriente a 200 grados Celsius es mejor que la de las bombas de carga de última generación que operan a temperaturas más bajas, las cuales, además, solo fueron simuladas.

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