طراحی تقویت کننده کم نویز بتند فوق پهن
چکیده
با توجه به مزایا و ویژگی های سیستم های باند فوق پهن، استفاده از این سیستم ها در گیرنده های بیسیم در طی سال های اخیر به شدت گسترش یافته است. از مهم ترین ویژگی های سیستم های فوق می توان به سرعت بالای ارسال اطلاعات، مقاومت در برابر چند مسیره شدن سیگنال و توان مصرفیِ اندک آن اشاره نمود. در این پایان نامه مطالعه ای بروی سیستم های باند فوق پهن صورت گرفته است و نهایتا دو ساختار جدید برای پیاده سازی تقویت کننده کم نویز ارائه شده است. تقویت کننده کم نویز اولین بلوک در مسیر دریافت سیگنال است که باید در یک عرض باند وسیع دارای بهره توان بالا، تطبیق ورودی مناسب و عدد نویز کمی باشد و توان مصرفی و سطح اشغالی آن بر روی تراشه نیز تا حد ممکن کم باشد. روش های مختلفی برای پیاده سازی تقویت کننده فوق در تکنولوژی cmos ارائه شده است. از روش های پیاده سازی تقویت کنندهِ فوق در تکنولوژیcmos ، می توان به تقویت کننده فیدبک مقاومتی، تقویت کننده گیت مشترک، تقویت کننده سورس مشترک با خودالقاء در سورس و تقویت کننده کسکید اشاره نمود. در این پروژه دو مدار تقویت کننده کم نویز فرکانس رادیویی یا پهنای باند وسیع که بر مبنای تکنولوژی 18% میکرومتر cmos طراحی و شبیه سازی شده است ارائه می گردد. مشخصات این تقویت کننده ها در محدوده فرکانسی 3 گیگا هرتز تا 11 گیگا هرتز بررسی شده است. 1- تطبیق امپدانس در ورودی و خروجی تقویت کننده در محدوده فرکانسی وسیع، 2- نویز فیگر پایین 3- بهره بالای تقویت کننده 4- مصرف توان پایین آن از مشخصات مهم مدارهای پیشنهادی می باشند. طبقه اول هر دو مدار ارائه شده بصورت سورس مشترک پیاده سازی شده است. در مدار اول جهت ایجاد تطبیق امپدانس در ورودی از القاگر های تزویج شده استفاده شده است. در مدارهای متداول تقویت کننده کم نویز سورس مشترک از فیدبک مقاومتی به منظور ایجاد تطبیق امپدانس در ورودی استفاده می شود که باعث افزایش عدد نویز مدار و کاهش بهره می گردد. در این مدار القاگرهای تزویج شده جایگزین فیدبک مقاومتی شده اند که بدین ترتیب در مقایسه با مدارهای فیدبک مقاومتی عدد نویز مدار کاهش چشمگیری یافته است. مدار دوم دارای ساختار کسکید می باشد که در آن سه القاگر دارای تزویج بکار برده شده است. استفاده از القاگرهای تزویج شده در این مدار باعث بهبود عملکرد تقویت کننده در محدوده وسیع فرکانسی و همچنین کاهش سطح اشغال شده توسط تراشه می گردد. از مزایای مدار پیشنهادی اضافه شدن درجه آزادی به مدار در مقایسه با مدارات کسکید متداول و در نتیجه تعداد زیاد پارامترها جهت دستیابی همزمان به بهره مناسب، تطبیق امپدانس ورودی مناسب و توان مصرفی پایین می باشد. سه القاگر مدار دارای تزویج مغناطیسی می باشند که بدین ترتیب دو فیدبک مثبت و یک فیدبک منفی به مدار اضافه می شود. از فیدبک های مثبت برای افزایش بهره، پهنای باند و تطبیق مناسب در ورودی و از فیدبک های منفی برای پایدارسازی و افزایش ایزولاسیون معکوس استفاده شده است. مشخصه های هر دو مدار بوسیله نرم افزارads و hspice شبیه سازی و گزارش شده است.