Extracción de parámetros de un resonador FBAR por optimización

L’objectiu d’aquest projecte que consisteix a elaborar un algoritme d’optimització que permeti, mitjançant un ajust de dades per mínims quadrats, la extracció dels paràmetres del circuit equivalent que composen el model teòric d’un ressonador FBAR, a partir de les mesures dels paràmetres S. Per a dur a terme aquest treball, es desenvolupa en primer lloc tota la teoria necessària de ressonadors FBAR. Començant pel funcionament i l’estructura, i mostrant especial interès en el modelat d’aquests ressonadors mitjançant els models de Mason, Butterworth Van-Dyke i BVD Modificat. En segon terme, s’estudia la teoria sobre optimització i programació No-Lineal. Un cop s’ha exposat la teoria, es procedeix a la descripció de l’algoritme implementat. Aquest algoritme utilitza una estratègia de múltiples passos que agilitzen l'extracció dels paràmetres del ressonador.

Diseño de filtros con topología apilada mediante resonadores FBAR

Els continguts de la memòria es divideixen en dues parts fonamentals, precedides d’una breu explicació on s’introdueix al lector en el tema; primer s’exposen les bases d’un ressonador simple FBAR, d’on s’obtenen equacions de control vitals, i seguidament es plantegen les bases per a un ressonador apilat SCR, derivades de l’estudi previ d’un ressonador simple. La primera part fonamental del treball es centra en l’anàlisi d’un ressonador SCR. Aquest anàlisi es recolza sobre el punt de vista teòric dels paràmetres imatge, el nostre punt de sortida. Aquesta primera part és la més teòrica: obtenció i aplicació dels paràmetres imatge i obtenció dels elements discrets que conformen el circuit equivalent SCR, una xarxa de dos ports. Posteriorment, s’analitza què succeeix modificant els valors dels elements discrets sense variar determinats paràmetres imatge i finalment, es proposa una aproximació per a controlar determinades especificacions de disseny, com són l’ample de banda de transmissió de la xarxa i el factor de qualitat, en funció de les modificacions dels elements discrets. En la segona part s’analitzen, de forma qualitativa, xarxes compostes per diferents ressonadors apilats connectats en cascada. Aquest segon estudi es divideix en dues subparts. En la primera connectem N ressonadors idèntics, plantegem algunes equacions de control i analitzem les respostes. En la segona, es planteja la connexió de dos (N=2) ressonadors diferents amb freqüències de ressonància properes. Aquest segon anàlisi es també totalment qualitatiu, però ens aporta informació que amb la unió de N ressonadors iguals no aconseguíem. Finalitzant aquesta segona part, es planteja l’optimització dels resultats obtinguts per a N=2, mitjançant estructures N=3 ressonadors.

Metodología de diseño de filtros CRF/SCF basada en modelos de resonadores BAW acoplados acústicamente

La creixent utilització de sistemes de comunicacions mòbils ha impulsat la demanda de filtres passabanda miniaturitzats d'elevades prestacions operant en el rang de freqüències de microones. Els Film Bulk Acoustic Resonators (FBAR) estan esdevenint la principal alternativa als filtres basats en ressonadors Surface Acoustic Wave (SAW) o als basats en ressonadors ceràmics. Els Stacked Crystal Filters (SCF) i els Coupled Resonator Filters (CRF) són configuracions FBAR que permeten assolir una excel·lent atenuació en la banda de refús. Aquest treball presenta un innovador circuit equivalent elèctric que modela el CRF. Llavors, es desenvolupa una metodologia de síntesi de filtres per al SCF i per al CRF utilitzant els seus circuits equivalents elèctrics. La metodologia de disseny presentada permet obtenir les dimensions de l'estructura del filtre acústic partint de les especificacions del filtre i de les restriccions pròpies de la tecnologia. S'han implementat diferents respostes de Chebyshev per a sistemes de comunicacions reals per tal de validar el procediment de disseny dels filtres obtenint els resultats esperats.

Local noise analysis of a Schottky contact: combined thermionic-emissiondiffusion theory

A theoretical model for the noise properties of Schottky barrier diodes in the framework of the thermionic-emission¿diffusion theory is presented. The theory incorporates both the noise inducedby the diffusion of carriers through the semiconductor and the noise induced by the thermionicemission of carriers across the metal¿semiconductor interface. Closed analytical formulas arederived for the junction resistance, series resistance, and contributions to the net noise localized indifferent space regions of the diode, all valid in the whole range of applied biases. An additionalcontribution to the voltage-noise spectral density is identified, whose origin may be traced back tothe cross correlation between the voltage-noise sources associated with the junction resistance andthose for the series resistance. It is argued that an inclusion of the cross-correlation term as a newelement in the existing equivalent circuit models of Schottky diodes could explain the discrepanciesbetween these models and experimental measurements or Monte Carlo simulations.

Local noise analysis of a Schottky contact: combined thermionic-emissiondiffusion theory

A theoretical model for the noise properties of Schottky barrier diodes in the framework of the thermionic-emission¿diffusion theory is presented. The theory incorporates both the noise inducedby the diffusion of carriers through the semiconductor and the noise induced by the thermionicemission of carriers across the metal¿semiconductor interface. Closed analytical formulas arederived for the junction resistance, series resistance, and contributions to the net noise localized indifferent space regions of the diode, all valid in the whole range of applied biases. An additionalcontribution to the voltage-noise spectral density is identified, whose origin may be traced back tothe cross correlation between the voltage-noise sources associated with the junction resistance andthose for the series resistance. It is argued that an inclusion of the cross-correlation term as a newelement in the existing equivalent circuit models of Schottky diodes could explain the discrepanciesbetween these models and experimental measurements or Monte Carlo simulations.

Implementación de resonadores serie en derivación mediante stubs en derivación de salto de impedancia: análisis y limitaciones

En aquest projecte s'analitzen les limitacions de la implementació de ressonadors sèrie en derivació en tecnologia microstrip mitjançant un stub en derivació de salt d'impedància (SISS). L'esmentada estructura està composada per una línea d'alta impedància carregada amb una línea de baixa impedància acabada en circuit obert. El seu comportament en freqüència és equivalent al d'un ressonador sèrie en derivació sempre i quan les longituds de les seves línies siguin elèctricament petites. Sota aquestes condicions, bàsicament, la línia d'alta impedància sintetitza una inductància, mentre que la línia de baixa impedància una capacitat. La limitació en els valors mínim i màxim de la impedància característica que es poden implementar implica una limitació sobre la inductància i la capacitat que es poden sintetitzar mitjançant el SISS.

Design of Novel Frequency Generation Circuit with Application to Ultra-Wideband Distributed Oscillators

Given the urgence of a new paradigm in wireless digital trasmission which should allow for higher bit rate, lower latency and tigher delay constaints, it has been proposed to investigate the fundamental building blocks that at the circuital/device level, will boost the change towards a more efficient network architecture, with high capacity, higher bandwidth and a more satisfactory end user experience. At the core of each transciever, there are inherently analog devices capable of providing the carrier signal, the oscillators. It is strongly believed that many limitations in today's communication protocols, could be relieved by permitting high carrier frequency radio transmission, and having some degree of reconfigurability. This led us to studying distributed oscillator architectures which work in the microwave range and possess wideband tuning capability. As microvave oscillators are essentially nonlinear devices, a full nonlinear analyis, synthesis, and optimization had to be considered for their implementation. Consequently, all the most used nonlinear numerical techniques in commercial EDA software had been reviewed. An application of all the aforementioned techniques has been shown, considering a systems of three coupled oscillator ("triple push" oscillator) in which the stability of the various oscillating modes has been studied. Provided that a certain phase distribution is maintained among the oscillating elements, this topology permits a rise in the output power of the third harmonic; nevertheless due to circuit simmetry, "unwanted" oscillating modes coexist with the intenteded one. Starting with the necessary background on distributed amplification and distributed oscillator theory, the design of a four stage reverse mode distributed voltage controlled oscillator (DVCO) using lumped elments has been presented. All the design steps have been reported and for the first time a method for an optimized design with reduced variations in the output power has been presented. Ongoing work is devoted to model a wideband DVCO and to implement a frequency divider.

El Cercle de l'Anell : anàlisi del consum d'un producte cultural segons el model del Circuit de la Cultura : tolkiendili i ringers. El cas de l'Smial de Lórien.

Anàlisi del fenomen cultural creat al voltant de J.R.R. Tolkien, l'autor d'El Senyor dels Anells, tot emprant el model del Circuit de la Cultura (Du Gay et als). La recerca se centra en el Consum: els fans i les fans de Tolkien i de la trilogia cinematogràfica 'The Lord of the Rings': tolkiendili i ringers.

Modelització i simulació del motor d'inducció en règim transitori amb PSIM

El present treball pretén modelitzar i simular el motor d’inducció trifàsic en règim transitori amb PSIM 6.0 Demo(la versió del programa que s’utilitza actualment a l’Escola Politècnica Superior de la UdG), però també s’estudia el model en règim permanent, per tal de comparar a nivell teòric els resultats dels dos règims. Primer cal entendre i implementar el model del motor d’inducció, i així obtenir l'esquema equivalent en règim transitori, per després poder-lo simular. Abans de dur a terme la simulació, cal obtenir els paràmetres del circuit equivalent del motor real per introduir-los al programa informàtic, amb la finalitat de tenir precisió en les respostes. Aquests valors s’obtindran mitjançant assajos necessaris al laboratori. Posteriorment, es fan simulacions i pràctiques reals amb el motor treballen en diferents condicions per veure el seu comportament, i així poder comparar els resultats de la simulació amb els valors reals. També s’implementa un estudi de la influencia dels paràmetres interns en el funcionament del motor. Així es podrà visualitzar i comparar les respostes de diferents variables en cadascunes de les simulacions que es duguin a terme. Finalment, seria interessant la introducció de la màquina d’inducció trifàsica actuant com a generador en la simulació.Aquest és un estudi en el qual se simula la màquina d'inducció trifàsic en règim transitori i en règim permanent mitjançant l'ús del PSIM, que és el programa informàtic de simulació

Anàlisi de l’impacte del circuit de Catalunya a Montmeló

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2010. Els objectius principals han estat comprendre el funcionament i l'evolució del Circuit de Catalunya, una de les empreses catalanes que atrau a milers de turistes i per tant, estudiar les repercussions a nivell local que crea aquesta empresa, basant-se en els beneficis que aporta aquesta societat als municipis propers, específicament, Montmeló.

Analog circuit for real-time computation of respiratory mechanical impedance in sleep studies

The aim of this work was to develop a low-cost circuit for real-time analog computation of the respiratory mechanical impedance in sleep studies. The practical performance of the circuit was tested in six patients with obstructive sleep apnea. The impedance signal provided by the analog circuit was compared with the impedance calculated simultaneously with a conventional computerized system. We concluded that the low-cost analog circuit developed could be a useful tool for facilitating the real-time assessment of airway obstruction in routine sleep studies.

A physical frequency-dependent compact model for RF integrated inductors

A frequency-dependent compact model for inductors in high ohmic substrates, which is based on an energy point-of-view, is developed. This approach enables the description of the most important coupling phenomena that take place inside the device. Magnetically induced losses are quite accurately calculated and coupling between electric and magnetic fields is given by means of a delay constant. The later coupling phenomenon provides a modified procedure for the computation of the fringing capacitance value, when the self-resonance frequency of the inductor is used as a fitting parameter. The model takes into account the width of every metal strip and the pitch between strips. This enables the description of optimized layout inductors. Data from experiments and electromagnetic simulators are presented to test the accuracy of the model.