حلقه های قفل فاز ((PLL)) به طور گسترده در سیستم های مخابراتی مورد استفاده قرار می گیرند و از مهم ترین ویژگی های آنها می توان به مشخصات فرکانسی و زمان نشست اشاره نمود. در حلقه های قفل فاز، عوامل غیر خطی متعددی را می توان در نظر گرفت که یکی از آنها رفتار غیر خطی آشکارساز فاز می باشد. در واقع، حلقه های قفل فاز پمپ بار (CP(PLL)) به دلیل رفتار غیر خطی ایجادشده توسط پمپ بار، سیستم هایی غیر خطی اند. در یک پمپ بار ایده آل، جریان اعمالی ثابت است اما در عمل به علت اثرات غیر ایده آل ترانزیستور، ثابت نیست. در این مقاله با در نظر گرفتن اثر مدولاسیون طول کانال که ناشی از ولتاژ درین-سورس ترانزیستور ماسفت می باشد، مدل دقیق تری برای آشکارساز فاز در نظر گرفته شده است. با بررسی معادله دیفرانسیل غیر خطی حاکم بر سیستم و استفاده از تقریب پاسخ پله جهت تحلیل زمان گذرا، معادلات جدیدی برای زمان نشست و میزان بالازدگی به دست می آید. جهت بررسی اعتبار معادلات غیر خطی تعیین شده، شبیه سازی در سیمولینک متلب انجام شده است. همچنین برای ارزیابی بهتر روش پیشنهادی، عملکرد یک (PLL) که تحت تأثیر ولتاژ درین-سورس ترانزیستور است مورد شبیه سازی قرار گرفته و اثر پارامترهای مختلف حلقه از جمله مقاومت و جریان حلقه نیز بررسی شده است. نتایج نهایی، تطبیق مناسب بین روابط تحلیلی و نتایج شبیه سازی را نشان می دهد.

دراین مقاله طراحی، ساخت و نتایج حاصل از آزمون عملی یک سنکرونایزر الکترونیکی جهت موازی کردن دیزل ژنراتورها با یکدیگر یا با شبکه سراسری شرح داده می‏شود. علی‏رغم آنکه ژنراتورهای موازی از مدتها پیش درنیروگاه‏های ایران به کار گرفته شده‏اند، اما دیزل ژنراتور‏های موازی، علی‏رغم مزایای بسیار زیاد آنها، کمتر در صنعت ایران به کارگرفته شده‏اند. یک علت مهم برای این امر، نداشتن تجهیزات لازم برای سنکرون نمودن دیزل ژنراتورها بوده است. دستگاه سنکرونایزر ساخته شده با ارسال فرمانهای مناسب به سیستم کنترل سرعت دیزل ژنراتور، شرایط را طوری فراهم می‏کند که در اختلاف فاز صفر، فرمان موازی کردن صادر شود. مزیت مهم این نوع سنکرونایزر در مقایسه با انواع دیگر سنکرونایزر‏ها، حفظ سنکرون بودن، پس از رسیدن به شرایط آن می‏باشد، به ترتیبی که با به کارگرفتن روش قفل کردن فاز ((PLL) ) ، این شرایط حفظ شده و دیگر نیازی به در نظر گرفتن زمان بسته شدن کلید برای ارسال فرمان موازی شدن نیست. این نمونه سنکرونایزر علاوه بر قابلیت اعتماد بیشتر به جهت نوع کارکرد آن، سنکرون نمودن را در سرعت بسیار بالاتری نسبت به سنکرونایزرهای کلاسیک انجام می‏دهد.

1فاز، فرکانس و دامنه ولتاژ شبکه اطلاعات مهمی در سیستم های فتوولتائیک متصل به شبکه هستند. برای عملیات مناسب و پایدار یک سیستم، تخمین صحیح و سریع اطلاعات شبکه تحت تغییرات و اختلالات شبکه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله یک ساختار حلقه قفل فاز خود تطبیق جهت ردیابی سریع و صاف پرش های فازی ولتاژ شبکه ارائه شده است. به طوری که اگر پرشی در فاز ولتاژ شبکه ایجاد شود، زمان حالت گذرا در فرکانس تخمین زده شده توسط حلقه قفل فرکانس تقریبا برابر صفر خواهد بود. حلقه قفل فاز ارائه شده همچنین دارای زمان نشست بسیار کم برای فرکانس، فاز و دامنه تخمین زده شده است. در طراحی این حلقه قفل فاز از انتگرال گیر تعمیم یافته مرتبه دوم به همراه حلقه قفل فرکانس بهره گرفته شده است. تمامی شبیه سازی ها در محیط سیمولینک متلب انجام گرفته است. زمان نشست فرکانس و دامنه (PLL) پیش نهادی به ترتیب برابر با 0.023 و 0.024 ثانیه هستند.

افزایش سرعت، دقت و کاهش توان مصرفی ادوات الکترونیکی، پارامترهای مهمی هستند که در طراحی و تولید این ادوات باید مورد توجه قرار بگیرند. در این مقاله، طراحی یک حلقه قفل شونده در فاز بهبود یافته با استفاده از ترانزیستورهای مبتنی بر نانو لوله کربنی ارایه شده است. با استفاده از یک ساختار تفاضلی در نوسان ساز حلقوی، نویز حاصل از منبع تغذیه و همچنین زیرلایه حذف می گردد. همچنین به کارگیری سلف فعال در این نوسان ساز موجب افزایش قابل توجه فرکانس نوسان می گردد. در مدار آشکارساز فاز ارایه شده، با استفاده از یک ساختار جدید حلقه-باز، سرعت آشکارسازی به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. این امر موجب حذف مدار تقسیم کننده در مسیر حلقه می گردد. با حذف مدار تقسیم کننده، نویز مدار به میزان قابل توجهی کاهش خواهد یافت. مدار طراحی شده، یک بار با استفاده از تکنولوژی ماسفت در پروسه 0. 18 میکرومتر و درنهایت با ترانزیستورهای اثر میدانی مبتنی بر نانولوله کربنی در پروسه ی32 نانومتر و با منبع تغذیه ی 0. 9 ولت، پیاده سازی شده است. فرکانس مرکزی در این پروسه برابر با 68. 5 گیگاهرتز می باشد؛ همچنین توان مصرفی کمتر از 150 نانو وات و زمان قفل شدن آن کمتر از 10 پیکوثانیه می باشد.

در این مقاله، طراحی و شبیه‌سازی حلقه قفل فاز ((PLL)) با فرکانس مرکزی 45/2 گیگاهرتز ارائه شده است. این (PLL) با استفاده از تکنولوژی 18/0 میکرون CMOS و نرم‌افزار HSPICE شبیه‌سازی شده است. ساختار پیشنهادی شامل بلوک‌های اصلی مانند آشکارساز فاز، پمپ بار، فیلتر پایین‌گذر، نوسان‌ساز کنترل‌شده با ولتاژ و تقسیم‌کننده است. مقادیر دقیق پارامترهای مدار از طریق شبیه‌سازی‌های گسترده به دست آمده و برای دستیابی به عملکرد بهینه تنظیم شده‌اند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که این (PLL)  با توان مصرفی کمتر از 56/13 میلی‌وات، زمان قفل حدود 16 دوره تناوب فرکانس مرکزی، و نویز فاز dBc/Hz  115 - در فرکانس 1 مگاهرتز عملکردی پایدار و دقیق ارائه می‌دهد. این طراحی به دلیل پایداری بالا و مصرف انرژی کم، برای کاربردهایی مانند مودم‌های ADSL، ارتباطات وای‌فای و دستگاه‌های پرتابل مناسب است.

حلقه های قفل فاز پمپ بار (CP(PLL)) به دلیل رفتار غیر خطی ایجادشده توسط پمپ بار، سیستم هایی غیر خطی اند. در یک پمپ بار ایده آل، جریان اعمالی ثابت است اما در عمل به علت اثرات غیر ایده آل ترانزیستور، ثابت نیست. در این مقاله با در نظر گرفتن اثر مدولاسیون طول کانال ترانزیستور بر جریان پمپ بار، معادله دیفرانسیل غیر خطی سیستم به دست می آید و نشان می دهد حلقه قفل فاز یک سیستم غیر خطی حافظه دار است و بسط سری ولترا را می توان برای تحلیل آن استفاده نمود. در نتیجه روشی جهت تخمین جیتر انتقالی با فیلتر حلقه مرتبه دوم پیشنهاد می شود. جهت بررسی اعتبار نتایج تحلیل، شبیه سازی رفتاری جهت بررسی مشخصات جیتر انتقالی استفاده شده و همچنین اثر پارامترهای مختلف حلقه نیز بررسی گردیده است. نتایج نهایی، تطبیق مناسب بین روابط تحلیلی و نتایج شبیه سازی را نشان می دهد.

امروزه شبکه های عصبی یک ابزار قدرتمند برای مدل­سازی مدار­های پیچیده و غیرخطی می­باشند. در این مقاله، مدل­سازی رفتار گذرای وابسته به زمان مدار حلقه قفل فاز دیجیتالی به کمک دو مدل شبکه­ی عصبی که وابسته به زمان هستند، انجام شده است. مدل سازی با استفاده از شبکه عصبی RNN با چالش محو گرادیان در مرحله آموزش مواجه می­باشد و از نظر سرعت و دقت در مدل سازی عملکرد مناسبی ندارد. برای دستیابی به مقادیر مطلوب خطای آموزش و آزمون، از شبکه عصبی GRU برای مدل سازی استفاده می­شود. این شبکه به دلیل وجود دو گیت به روزرسانی و بازنشانی، قادر می­باشد مشکل محو شدن گرادیان را برطرف کرده و مدل سازی قابل قبولی ارائه ­دهد. مقایسه نتایج این دو شبکه نشان می دهد که روش مبتنی بر ساختار شبکه عصبی گیتی، توانایی و قابلیت بهتری در مدل سازی رفتار مدارهای غیرخطی دارد. در پایان، جهت ارزیابی منصفانه عملکرد مدل ها، مقایسه ای نیز با ساختار LSTM انجام شده که نتایج آن نشان می دهد شبکه GRU از نظر دقت مدل سازی و سرعت آموزش عملکرد بهتری نسبت به LSTM نیز دارد.

افزایش تقاضا برای یکپارچه سازی مدارهای گسترده با هزینه پایین، عملکرد با توان مصرفی پایین در قالب یک تراشه یکی از مهم­ترین مسائل روز برای طراحان شده است. از­این­رو تلاش­های فراوانی برای ساخت مدارات و سیستم­های مجتمع شدة RF در محدوده فرکانسی گیگاهرتز و با استفاده از فنّاوری CMOS انجام گرفته است. اساساً استفاده از سنتزکننده های فرکانسی مبتنی بر حلقه­های قفل فاز یکی از مهم ترین بلوک های سازندة یک فانکشن ژنراتور است که وظیفة تولید سیگنال حامل را داشته و یکی از مهم ترین و حساس­ترین بلوک های فانکشن ژنراتور است؛ چون­ در فرکانس های بالا کار می کند و سهم مصرف توان آن در فانکشن ژنراتور زیاد است. در این پژوهش یک طراحی و شبیه­سازی سنتزکننده فرکانسی در نرم افزار Cadence RF-Spectre جهت استفاده در رادارهای باند X پیاده سازی شده است. نتایج این پژوهش نشان می­دهد تکنیک خطی سازی جدید طراحی شده جریان های CP در مقایسه با جریان CP بدون تکنیک خطی سازی مطابقت بالایی دارد و حداکثر عدم تطابق حدود 0.4 میکروثانیه در ولتاژ کنترل بین 0.2 تا 1.6 ولت است. مصرف برق کسری -N طراحی شده حدود 6.579 میکرو وات با یک منبع تغذیه 1.8 ولتی است در سنتزکننده، نویز فاز VCO  با فرکانس حامل 10 گیگاهرتز، در آفست 1 مگاهرتز برابر dBc/Hz 106- است و همچنین توان منابع باند جانبی به dBc55 - کوتاه­تر از سیگنال حامل (در فرکانس 10.004 گیگاهرتز) رسیده است.