Contrôles de validité des codes zone dans chaque formulaire

Nos EUA, companhias especializadas em RF e que tinham como principal cliente o sector militar, adaptaram o seu negócio para o mercado em expansão das telecomunicações civis [28]. Uma empresa citada como exemplo, a GEC Plessey Semiconductors, possuía alguns meios de fabrico próprios, como tecnologias CMOS de 0,7 m, tecnologia de silício sobre safira (SOS), módulos multi-chip, tecnologia bipolar para RF, etc.

A companhia afirma que o mercado de celulares analógicos se vai manter ainda por bastante tempo, porque a tecnologia digital é cara demais para os países sub-desenvolvi- dos.

O mercado que a GEC Plessey considera ter maior potencial de crescimento é o de WLANs funcionando na faixa de 2,4 a 2,483 MHz. Esta faixa, por ser de uso livre e já ser utili- zada por diversas aplicações, como fornos de micro-ondas, requer cuidados especiais, para obter maior fiabilidade, como sejam a utilização de frequency-hopping e spread-spectrum [28].

3.1 Descrição Geral 80

Capítulo 3 Projecto do Circuito PLL

3.1 Descrição Geral

Um oscilador local, dependendo da aplicação em vista, pode ser mais ou menos complexo. Na sua forma mais simples, para transmissão ou recepção num canal pré-determi- nado, pode ser um oscilador de frequência fixa.

Osciladores de cristal de quartzo são muito precisos, mas não atingem frequências de RF, pelo que outros tipos de oscilador, operacionais a frequências mais elevadas, embora menos precisos, serão necessários. Estes osciladores de alta frequência, se forem de frequência fixa, necessitarão de um componente ajustável para corrigir desvios resultantes do processo de fabrico.

O oscilador local também pode ser, mais do que ajustável, variável, para fazer a sintonia entre diferentes canais de rádio.

Um oscilador que gere um sinal com uma frequência bem precisa, sendo o valor da frequência seleccionável de entre um conjunto relativamente vasto (algumas dezenas ou cente- nas de valores pré-definidos) é designado sintetizador de frequência.

Uma forma sofisticada de gerar uma frequência fixa com alta precisão consiste em utilizar um oscilador variável inserido numa malha de controle de fase (PLL), tendo como referência um oscilador de cristal de quartzo.

A malha de realimentação do PLL contém um bloco divisor de frequência, que normalmente é implementado com um contador digital. Se esse contador digital for programá- vel, teremos então um sintetizador de frequência.

3.1.1 Características Funcionais

3.1 Descrição Geral 81

 Frequência de saída variando em torno dos 900 MHz, em incrementos de 200 kHz;  Frequência seleccionável digitalmente, por meio de duas entradas de oito bits;  Tensão de alimentação de 3.3 ou 5 V.

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3.1.2 Princípio de Funcionamento

Existem vários tipos de implementação possíveis para um sintetizador de frequên- cia, nomeadamente [29]:

 Comutação entre um banco de osciladores de cristal.  Divisão de frequência.

 Oscilador harmónico com banco de filtros.  Multiplicação de frequência com misturadores.

 Malha de controle de fase (PLL), com divisão de frequência programável.

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A última opção é de longe a mais popular para implementações microelectrónicas, tanto que em [2] é apresentada como sendo praticamente sinónimo de sintetizador de frequên- cia.

O seu diagrama de blocos é apresentado na fig. 3.1.

O sinal de saída é gerado por um oscilador de Colpitts (um tipo de oscilador resso- nante LC). Serão utilizados o indutor e o capacitor variável disponíveis na tecnologia esco- lhida, obtendo-se assim um oscilador controlável por tensão (VCO) e completamente integrado.

No entanto, para que se obtenha uma frequência de saída bem definida, face a Figura 3.1 Diagrama de blocos genérico de síntese de frequência por PLL.

ff

ff

de Fase

filtro de

realimentação controlávelOscilador divisor de

3.1 Descrição Geral 82

variações do processo de fabrico, é necessário aplicar ao VCO um controle por realimentação. A malha de controle de fase contém divisores de frequência, um comparador de fase e fre- quência (PFD), um filtro de realimentação e um oscilador de referência (não representado na fig. 3.1) que utiliza um cristal de quartzo externo ao circuito. Será feita uma apresentação mais detalhada destes blocos nas secções 3.2 a 3.5.

3.1.3 Principais Aplicações

As aplicações mais comuns para este tipo de circuito são a geração de sinais de relógio para microprocessadores e a sintonia de canal em emissores ou receptores de rádio-fre- quência (RF).

Sistemas digitais avançados precisam de múltiplos sinais de relógio, e sobretudo de sinais de relógio com o mínimo de jitter (ruído de fase) e skew (diferenças de fase entre diferentes pontos do circuito). Sinais de relógio gerados por PLL e distribuídos utilizando níveis de lógica ECL ou PECL (técnicas essas usadas neste projecto) estão a tornar-se a norma, em tais casos.

A utilização de sintetizadores de frequência para fazer a sintonia de um equipa- mento de rádio pode parecer óbvia num transmissor, mas nem tanto para um receptor. No entanto, é a técnica mais utilizada, desde a invenção do super-heteródino por Armstrong em 1917 (cf. uma óptima resenha histórica em [1]). A ideia mais óbvia para um receptor de rádio escolher diferentes canais seria utilizando um filtro passa-banda ajustável, ou um banco de fil- tros. Mas é mais eficaz usar um filtro fixo, depois de converter a frequência original para um valor mais baixo, deslocando-a por um valor ajustável.

Um sintetizador de frequência controlado digitalmente pode também ser utilizado para sistemas de RF que utilizem espalhamento espectral por frequency hopping.

No caso deste circuito, a gama de frequências e o espaçamento entre canais foi escolhido de forma a coincidir com os da telefonia móvel de padrão GSM ([13], [30]), embora, para um receptor super-heteródino, as do sintetizador e do canal possam diferir de um valor constante.

O PLL, por si só, também possui outras importantes aplicações para além da sín- tese de frequência, tais como a extracção do relógio de uma sequência de dados série1, ou a desmodulação de sinais de frequência modulada (FM).

3.2 Oscilador Controlado por Tensão 83