روش اول:…………………………………………………………………………………………………………………… 12

روش دوم:…………………………………………………………………………………………………………………… 13

فصل سوم : تکنولوژیهای نیمه هادی تقویت کننده های کم نویز باند فراپهن…………………………………….. 15

یک مثال برای ساختار 16…………………………………………………………………………………………… SiGe

18…………………………………………………………………………………………………………………….. CMOS

ساختار18………………………………………………………………………………………………………. CMOS1

ساختار 22…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 2

ساختار 24…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 3

ساختار 26…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 4

ساختار 29…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 5

ساختار 32…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 6

ساختار 35…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 7

ساختار 38…………………………………………………………………………………………………….. CMOS 8

فهرست مطالب

عنوان مطالب                                                                                                   شماره صفحه

ساختار 41……………………………………………………………………………………………………… CMOS9

ساختار 44……………………………………………………………………………………………………. CMOS 10

ساختار 46……………………………………………………………………………………………………. CMOS 11

ساختار 49……………………………………………………………………………………………………. CMOS 12

ساختار 51……………………………………………………………………………………………………. CMOS 13

مقایسه ساختارهای بررسی شده :……………………………………………………………………………………… 54

فصل چهارم : ترانزیستورها و MMIC های ارائه شده برای باند فراپهن……………………………………………. 56

شرکت 57………………………………………………………………………………………………… (AVAGO)  HP

58 …………………………………………………………………………………………………………. ATF‐34143

شرکت 59…………………………………………………………………………………………………………… Hittite

59……………………………………………………………………………………………………… HMC‐ALH444

 

60……………………………………………………………………………………………………… HMC753LP4E

61……………………………………………………………………………………………………….. HMC772LC4

فصل پنجم : نتیجه گیری…………………………………………………………………………………………………… 63

منابع و ماخذ…………………………………………………………………………………………………………………… 65

فهرست منابع فارسی…………………………………………………………………………………………………………. 65

فهرست منابع لاتین………………………………………………………………………………………………………….. 66

سایتهای اطلاع رسانی……………………………………………………………………………………………………….. 67

چکیده انگلیسی……………………………………………………………………………………………………………….. 68

فهرست شکلها

عنوان شماره صفحه  
شکل -1 باند فراپهن در مقایسه با باند باریک ……………………………………………………………………………………………. 7
شکل -2 مدولاسیون فرکانسی باند باریک …………………………………………………………………………………………………. 7
شکل -3 طیف توان باند باریک …………………………………………………………………………………………………………………… 8
شکل -4 مونوپالس کدشده زمانی در فراپهن باند ………………………………………………………………………………………. 8
شکل -5 طیف توان فراپهن باند ……………………………………………………………………………………………………………….. 8 .
شکل – 6  بلوك دیاگرام یک فرستنده فراپهن باند پایه …………………………………………………………………………… 9
شکل –7  بلوك دیاگرام یک گیرنده باند فرا پهن پایه …………………………………………………………………………….. 9
شکل -8  ساختار داخلی correlator فراپهن باند ……………………………………………………………………………… 10
شکل – 9 تطبیق ساده در یک تقویت کننده کم نویز …………………………………………………………………………… 10
شکل – 10 مقایسه پاسخ تقویت کننده کم نویز فراپهن باند ایده آل بـا یـک تقویـت کننـده بـا فیـدبک
سری-موازی ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 12
شکل – 11  روش اول تقویت کننده کم نویز فراپهن باند ……………………………………………………………………… 13
شکل -12  روش دوم تقویت کننده کم نویز فراپهن باند ………………………………………………………………………. 13
شکل -13 ساختار SiGe شماتیک UWB LNA مطرح شده …………………………………………………………….. 16
شکل -14 نمودار بهره بر حسب فرکانس در ساختار مبتنی بر …………………………………………………. SiGe 17
شکل -15 نمودار عدد نویز بر حسب فرکانس در ساختار مبتنی بر ………………………………………….. SiGe 17
شکل -16 ساختار .1 توپولوژی مدار حذف نویز LNA در باند وسیع …………………………………………………… 19
شکل -17 نمودار بهره و افت خروجی بر حسب فرکانس در ساختار ………………………………………1 19
شکل -18 نمودار عدد نویز بر حسب فرکانس در ساختار ………………………………………………………. 1 20
شکل -19 ساختار .2 شماتیک کسکد با کسکید گیت مشترك دو طبقه ، ………. UWB LNA 22

فهرست شکلها

 

این مطلب را هم بخوانید :

عنوان شماره صفحه  
شکل -20 نمودار بهره ساختار 2 بر حسب فرکانس …………………………………………………………………… 23
شکل -21نمودار نویز ساختار 2 بر حسب فرکانس …………………………………………………………………….. 23
شکل -22 ساختار .3 شماتیک ساده شده …………………………………………..CMOS UWB LNA 25
شکل -23 نمودار بهره و نویز برای ساختار 3 بر حسب فرکانس ………………………………………………… 25
شکل -24 ساختار .4 شماتیک کامل ………………..3.1 – 10.6 GHz CMOS UWB LNA 27
شکل -25 نمودار بهره ساختار .4بر حسب فرکانس ……………………………………………………………………. 28
شکل -26 نمودار نویز ساختار 4 بر حسب فرکانس ……………………………………………………………………. 28
شکل -27 ساختار .5 شماتیک LNA کنترل شده با بهره سویچ ………………………………………………. 30
شکل -28 نمودار پارامترهای S ساختار 5 بر حسب فرکانس …………………………………………………….. 31
شکل -29  نمودار نویز ساختار 5 بر حسب فرکانس ………………………………………………………………….. 31
شکل -30 ساختار .6 شماتیک کامل …………………..3 .1-10.6 GHz CMOS UWB LNA 33
شکل -31 نمودار بهره و نویز ساختار 6 بر حسب فرکانس ………………………………………………………… 34
شکل -32 ساختار LNA .7 مطرح شده ………………………………………………………………………………….. 36
شکل -33 نمودار بهره و ضریب انعکاس ورودی بر حسب فرکانس ……………………………………………. 36
شکل -34نمودار نویز ساختار 7 بر حسب فرکانس …………………………………………………………………….. 37
شکل -35 ساختار.8 شماتیک LNA (فیلتر فاق متصل به پورت …………………………………………………..(X 39
شکل –36  ساختار فیلتر فاق …………………………………………………………………………………………………………………. 39
شکل -37 نمودار نویز ساختار 8 بر حسب فرکانس ………………………………………………………………………………. 40

فهرست شکلها

عنوان                                                                                                              شماره صفحه

شکل -38 نمودار بهره ساختار 8 بر حسب فرکانس…………………………………………………………… 40

شکل -39 ساختار .9 شماتیک مدار UWB LNA کسکد………………………………………………….. 42

شکل -40 نمودار نویز ساختار 9 بر حسب فرکانس…………………………………………………………… 42

شکل -41 نمودار پارامترهای S ساختار 9 بر حسب فرکانس……………………………………………….. 43

شکل -42 ساختار .10 نمونه آزمایشی 44……………………………………………………….. UWB LNA

شکل -43 نمودار پارامترهای S بر حسب فرکانس برای ساختار 45………………………………………. .10

شکل -44 نمودار نویز اندازه گیری شده و نویز شبیه سازی شده حاصل از ساختار 45………………. 10

شکل -45 ساختار LNA .11 دوباره استفاده شده 47………………………………………………….. UWB

شکل -46 نمودار بهره ساختار 11 بر حسب فرکانس…………………………………………………………. 47

شکل -47 نمودار نویز ساختار 11 بر حسب فرکانس…………………………………………………………. 48

شکل -48 ساختار LNA .12 مطرح شده برای خنثی سازی نویز در باند وسیع……………………….. 49

شکل -49 نمودار نویزساختار 12 بر حسب فرکانس …………………………………………………………. 50

شکل -50 نمودار بهره و تلفات بازگشتی ساختار 12 بر حسب فرکانس………………………………….. 50

شکل -51  ساختار.13 شکل ساده شده 52……………………………………………………………… . LNA

شکل -52 نمودار نویز ساختار 13 بر حسب فرکانس…………………………………………………………. 52

شکل -53 نمودار بهره ساختار 13 بر حسب فرکانس…………………………………………………………. 53

شکل -54  نمودار بهره ATF31434 بر حسب فرکانس…………………………………………………….. 58

شکل -55 نمودار عدد نویز ATF34143 بر حسب فرکانس………………………………………………… 58

فهرست شکلها

عنوان                                                                   شماره صفحه

شکل 60…………………………………………………………………………………….. HMC753LP4E-57

شکل 61………………………………………………………………………………………. HMC772LC4– 58

فهرست جدول ها

عنوان                                                                      شماره صفحه

جدول -1 مقادیر المانهای ساختار 20……………………………………………………………………………… 1

جدول -2 پارامترهای ساختار1، توپولوژی مدار حذف نویز LNA در باند وسیع 21….. …………………………..

جدول -3 پارامترهای ساختار .2 کسکد با کسکید گیت مشترك دو طبقه ، 24…………. UWB LNA

جدول -4 پارامترهای ساختار3، توپولوژی26………………………………………………………………… DAs

جدول -5 پارامترهای ساختار 29……………………………………………………………………… OFDM .4

جدول -6 پارامترهای ساختار 32…………………………………………………………………………………… 5

جدول -7 پارامترهای ساختار 34…………………………………………………………………………………… 6

جدول -8 پارامترهای ساختار LNA.7 با ترنسفورمر 37……………………………………. …………………………..

جدول -9 پارامترهای ساختار LNA.8 با 41…………………………………………………….. notch filter

جدول -10 پارامترهای ساختار 43…………………………………………………………………………………. 9

جدول -11 پارامترهای ساختار 46……………………………………………………………………………….. 10

جدول -12 پارامترهای ساختار 48……………………………………………………………………………….. 11

جدول -13 پارامترهای ساختار LNA.12 با حذف نویز 51……………………………….. …………………………..

جدول -14 پارامترهای ساختار 53……………………………………………………………………………….. 13

جدول -15 مقایسه ساختارهای CMOS بررسی شده 55………………………………… …………………………..

جدول -16  مشخصات قطعه 60…………………………………………………………….. HMC-ALH444

جدول-17 مشخصات قطعه 60……………………………………………………………… HMC753LP4E

جدول-18 مشخصات قطعه 61…………………………………………………………………. HMC772LC4

چکیده :

در این گزارش ما ابتدا به معرفی و شناخت UWB و بررسـی تفاوتهـای آن بـا بانـد باریـک (  narrow

(band میپردازیم. سپس ساختار کلی گیرنده و فرستنده را بطور خلاصه آورده ایم . در ادامـه بـه مـرور

چند ساختار تقویت کننده کم نویز ، که در این گزارش تکنولوژی CMOS مد نظر است می پردازیم.

در انتهای بررسی 13 ساختار CMOS ، آنها را در یک جدول با مشخصات بهره ، عدد نویز ، پهنـای بانـد کار و تکنیک مورد استفاده کنار هم قرار دادیم تا یک دید کلی بر روی فعالیت های انجام شده تـا کنـون بدست آوریم.

در دو فصل آخر این گزارش لیستی از ترانزیستور های موجود در بازار و شرکتهای تولید کننده های آنهـا را تهیه کرده ایم. در پایان نتیجه گیری و پیشنهاد آمده است.

مقدمه:

اخیرا کاربرد وسیع باند فرا پهن، نظر گروه کثیری از دانشمندان را به طراحی یک مدار واحد با خصوصیات عالی جلب کرده است. گسترش سریع تکنولوژیهای دیجیتال و نیمههادی عاملی برای اسـتفاده وسـیع از طیفهای پهن و عریض شده است . روشهای مختلفی از مدولاسیون و حاملهای بانـد پهـن ارایـه شـده است .
انتخاب سیگنال باند فرا پهن و مدولاسیون آن، به قابلیت استفاده ، سادگی و هزینه کم بـرای یـک کانـال بدون سیم ارتباطی شامل همه مراحل پردازش سیگنال ، بستگی دارد. کانال ممکن است محدودیت هـای دیگری را هنگام عبور سیگنال به ما تحمیل کند.

اساسا هر سیستم باند فراپهن از قسمتهای زیر تشکیل شده است.

  • فرستنده: در حال حاضر حجم گستردهای از پردازش اطلاعات به صورت دیجیتالی صورت می-گیرد که در آن از پالسهایی با دو سطح بالا و پایین استفاده میشود. یک مولد سیگنال با توان پایین اطلاعات دیجیتال را به پالسهای متوالی تبدیل میکند یا به اصطلاح مدوله میکند. برای این منظور از مدولاسیونهای مختلفی از جمله مدولاسیون مکان پالس و مدولاسیون دامنه پالس و … استفاده میشود. سپس سیگنال حاصل به مولد/تقویت کننده سیگنال توان بالای خروجی میرود. در بعضی فرستندههای باند فرا پهن از مولد توان بالا استفاده میشود بدین معنی که سیگنال پالسی ایجاد شده توسط بخش توان پایین با روشن و خاموش کردن ترانزیستورهای مولد مشابه همین پالسها را با توان بسیار بالا در خروجی ایجاد میکند. در بعضی فرستندههای دیگر نیز ممکن است مشابه سیستمهای رایج باند باریک از همان تقویت کنندههای توان بالا برای تقویت سیگنال پالسی استفاده شود.

 

  • آنتن (گیرنده/فرستنده): آنتن در فرستنده در حقیقت پذیرای پالسهای بسیار باریک فرستنده میباشد بدین معنی که یک جریان لحظهای بسیار زیاد به آنتن فرستاده میشود. در گیرنده آنتن

مانند بقیه سیستمهای باند باریک عمل میکند. ضمنا آنتن ممکن است باعث افت انتشار و

اعوجاج نیز شود.

  • گیرنده: در ابتدا گیرنده سیستم باند فراپهن مانند سایر سیستمهای باند باریک با پهنای باند فراپهن سیگنال پالس دریافت شده به وسیله آنتن را توسط تقویتکننده کم نویز و فیلتر تقویت و فیلتر کرده و سپس آن را دمدوله و اطلاعات ارسال شده را استخراج میکند.

بعضی فاکتورها مثل تنظیم فرکانس و امکان تداخل میان سیستمهای باند فرا پهـن و سسـیتمهـای بانـد باریک دیگر باید به خوبی مد نظر قرار گیرند. واضح اسـت کـه اسـتفاده از حامـل هـارمونیکی سیسـتم را

پیچیده تر میکند. به واسطه افزایش سرعت حالتهای گذرای High-Low میتوان حالتهـای گـذرای

کوتاه را مستقیماً در فضا پراکنده کرد . و حامل هارمونیکی را حذف کرد . اما بعضی کارها از جمله شکل-

دهی و بحثهای مربوط به توان ضروری است .

طبق گزارش FCC باند فرکانسی 3.1-10.6GHz به UWB اختصاص یافته است. تکنولوژی باند فرا پهن فرصت خوبی را برای نرخ اطلاعات خیلی بالا برای خطوط ارتباطی گیگا بایت ، با سرویس بی سـیم ارایـه

می دهد.مقررات FCC ، چگالی طیفی توان مـاکزیمم را دربانـد 3.1-10.6GHz ، روی -41.3 dBm/MHz

محدود می کند.

در گیرنده ی UWB ، تقویت کننده کم نویز توسط یک یا چند طبقه گـین بدسـت مـی آیـد. بنـابر ایـن نمایش نویز گیرنده به عدد نویز و بهره توان تقویت کننده کم نویز بستگی دارد.

در گیرنده UWB ، بر خلاف عملکرد در باند باریک ، تقویت کننده کم نویز یک بلـوك بحرانـی اسـت کـه

سیگنال های ضعیف را از کل باند UWB می گیرد و آنها را با نسبت سیگنال به نـویز خـوب تقویـت مـی کند. بعلاوه بهره توان بالا و یکنواخت ، تطبیق امپدانس ورودی و عدد نویز مناسب در کل بانـد فرکانسـی

UWB مورد نیاز است.

تاریخچه :

ریشه پیدایش تکنولوژی باند فراپهن به سالهای 1960 بر میگردد . زمانی کـه کارهـایی در زمینـه الکترومغناطیس بعد زمانی انجام میشد . البته در عمل ریشه باند فراپهن به سالهای 1890 زمانی

که مارکنی از جرقه برای انتقال اطلاعات استفاده کرد، بر میگردد. باند فراپهن ابتدا برای کـاربرد-

های نظامی به کار برده شد و کاربرد اولیه آن در رادارها بود .

ولی بعداً در سال 1998 توسط FCC جنبه تجاری پیدا کرد . واژه باند فراپهن یـا همـان UWB

توسـط (DARPA)Defense Advanced research Projects Agency در مطالعـات راداری در سال 1990 بوجود آمد. این واژه در حقیقت برای ایجاد تمایز بین رادارهای مرسوم اولیه و رادارهای با شکل موجهای پالس کوتاه با پهنای باند نسبتا بزرگتر (بزرگتر از ( %25 تعریـف شـد.

اولین کارهای بنیادی مربوط به سیستمهای ارتباطی باند فراپهن مربوط به تکنولـوژی پـالس بانـد پایه در سال 1973 میباشد .

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...