Synthèse de fréquence multi-bandes couvrant les ondes millimétriques pour les applications WiFi-WiGig

Millimeter waves frequency synthesizer for WiFi-WiGig convergence

• Auteur / Autrice : Mathieu Vallet
• Direction : Yann Deval
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 23/11/2015
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : : Université Bordeaux-I (1971-2013)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Ferrari
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Didier Belot, Antoine Frappé, François Rivet, Olivier Mazouffre, Olivier Richard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Llopis, Ian O'Connor

Mots clés

Mots clés contrôlés

Traitement du signal -- Techniques numériques

Dispositifs à ondes millimétriques

Boucles d'asservissement de phase

Mots clés libres

PLL

VCO

28 nm FDSOI CMOS

Convergence WiFi WiGiG

Ondes millimétriques

PLL

VCO

28 nm FDSOI CMOS

WiFi WiGiG convergence

Millime-ter waves

Résumé

L’ensemble des travaux présentés au sein de manuscrit porte sur la réalisation d’un synthétiseur de fréquences millimétriques capable de répondre aux besoins de la convergence WiFi-WiGig. Une première étude est réalisée dans le but de définir une architecture de synthétiseur de fréquence faible consommation adaptée aux standards du WiFi et du WiGig. L’ensemble des éléments composants la PLL sont par la suite détaillés, mettant en avant les avantages offerts par la technologie 28 nm FDSOI CMOS. Une étude plus approfondie des VCO millimétriques large bande et faible consommation est ensuite présentée, permettant de mettre en avant une réelle méthodologie de conception en lien avec la technologie 28 nm FDSOI CMOS. Finale-ment, diverses solutions sont proposées dans le but d’améliorer les performances de la PLL, avec l’incorporation de VCO millimétriques à ondes lentes, ou d’oscillateurs à anneaux synchronisés.

The works presented in this manuscript focus on the realization of a millimeter frequency synthesizer meeting the needs of the WiGig-Fi convergence. A first study was conducted to define a suitable low-power frequency synthesizer archi-tecture for WiFi and WiGig standards. All of the PLL components are subsequently detailed, highlighting the 28nm CMOS FDSOI technology benefits. Then, a study of low power millimeter broadband VCO is presented, highlighting a design methodology related to the 28nm CMOS FDSOI technology. Finally, various solutions are proposed in order to improve the PLL performances, with the incorporation of slow wave VCO, or injection locked ring oscillators.