طراحی تقویت کننده کم نویز در باند فراپهن با استفاده از تکنولوژی CMOS – برق

مشخصات فایل

مقطع:کارشناسی ارشد
رشته تحصیلی:مهندسی برق
نوع ارائه:پایان نامه
تعداد صفحات:174
قالب بندی:word قابل ویرایش

نحوه خرید

طراحی تقویت کننده کم نویز در باند فراپهن با استفاده از تکنولوژی CMOS – برق

شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

چکیده

چكيده……………………………………………………………………..1
مقدمه……………………………………………………………………………..2

فصل اول: سيستم هاي فرا پهن باند …………………………………………………. 3

1-1 مقدمه ……………………………………………………………….. 4
1-2 تاريخچه ي سيستم هاي فراپهن باند ……………………………………………………. 5
1-3 فرا پهن باند در FCCا ……………………………………………………………………………….. 5
1-4 فرا پهن باند براي ارتباطات سيار ……………………………………………………………. 6
1-5 تفاوت سيستم هاي فرا پهن باند با سيستم هاي باند باريك …………………………………………. 7
1-6 چالشهاي طراحي سيستم هاي فرا پهن باند ………………………………………………. 11
فصل دوم: تقويت كننده هاي كم نويز فراپهن باند و ساختارهاي مختلف آن ………………………….. 12
2-1 مقدمه ………………………………………………………………….. 13
2-2 طراحي تقويت كننده كم نويز در باند فرا پهن ……………………………………………………………. 14
2-3 تطبيق امپدانس در تقويت كننده كم نويز فرا پهن باند …………………………. 14
2-3-1 پايانه مقاومتي ………………………………………………………………… 15
2-3-2 پايانه / يا گيت مشترك ……………………………………………………… 16
2-3-3 ساختار فيدبك مقاومتي ……………………………………………………. 17
2-3-4 ساختار سلف ديجنريشن ………………………………………………………………. 19
2-4 بررسي تكنيك هاي كاهش نويز در مدارات CMOS LNAا …………………………………………………. 20
2-4-1 تقويت كننده هاي كم نويز گيت مشترك (CG)ا ……………………………… 20
2-4-2 فيدبك مقاومتي…………………………………………………………………. 21
3-4-2ا توپولوژي Capacitive Cross‐Coupling ا………………………………… 22
2-4-4 LNA هاي سورس مشترك با سلف ديجنريشن …………………………………………………. 23
2-4-5 LNA هاي سورس مشترك با فيدبك مقاومتي……………………………………………………. 25
2-4-6 تقويت كننده هاي كم نويز حذف نويز ………………………………………………….. 26
2-5 انواع نويز ………………………………………………… 27
2-5-1 نويز حرارتي ……………………………………………. 27

نويز حرارتي مقاومت …………………………………………………………………………………… 27

2-5-2 نويز فليكر …………………………………………………………………….. 29
2-6 نمايش نويز در مدارها …………………………………………………………………….. 30
2-6-1 نويز طبقه گيت مشترك ……………………………………………………. 30
2-6-2 نويز طبقه سورس مشترك …………………………………………….. 31
2-6-3 نويز طبقه كسكود ……………………………………………………………….. 32
2-7 مروري بر چند ساختار تقويت كننده كم نويز انجام شده ………….. 32
2-7-1 ساختار 1 LNA [19]ا …………………………………………………………… 33
2-7-2 ساختار 2 LNA [20]ا ………………………………………………………………. 33
2-7-3 ساختار 3 LNA [21]ا ……………………………………………………………………… 34
2-7-4 ساختار 4 LNA [22]ا ……………………………………………………………… 34
2-7-5 ساختار 5 LNA [23]ا …………………………………………………………….. 35
2-7-6 ساختار 6 LNA [24]ا …………………………………………………………………. 36
2-7-7 ساختار 7 LNA [25]ا ………………………………………………………. 37
2-7-8 ساختار8 LNA [26]ا ………………………………………………………. 38
2-7-9 ساختار 9 LNA [27]ا ……………………………………………………. 38
2-7-10 مقايسه ساختار هاي تقويت كننده كم نويز در باند فرا پهن …………………………….. 39
فصل سوم: بررسي تقويت كننده هاي كم نويز توزيع شده فرا پهن باند ……………………………… 40
3-1 مقدمه ………………………………………………….. 41
3-2 مدارات توزيع شده …………………………………………………………………… 42
3-3 طراحي تقويت كننده توزيع شده توسط مدارات CMOSا ………………………………………….. 43
3-3-1 محاسبه عدد نويز: ………………………………………………………………………. 46
3-4 بررسي يك نمونه ساختار تقويت كننده كم نويز توزيع شده با سلولهاي كسكيد …………………. 47
3-5 آناليز نويز تقويت كننده هاي توزيع شده با سلولهاي كسكود [28] ……………………………………… 51
3-5-1 مدار معادل سيگنال كوچك و امپدانس خروجي سلول كسكود …………………………….. 52
3-5-2 مدل نويز سلول كسكود ………………………………………………………… 55
3-5-3 عدد نويز ………………………………………………………………………………. 56

فصل چهارم: مدار پيشنهادي اول؛ طراحي تقويت كننده كم نويز باند توزيع شده با استفاده از سلولهاي كسكود و سلفهاي پيكينگ ………………… 60

4-1 مقدمه …………………………………… 61
4-2 طراحي تقويت كننده كم نويز توزيع شده با سلولهاي سورس مشترك ………………….. 61
4-2-1 ساختار ………………………………………………………………….. 62
4-2-2 طراحي تقويت كننده ………………………………………………… 64
4-2-3 باياسينگ ترانزيستورها …………………………………………… 65
4-2-4 تيونينگ مدار ………………………………………………. 66
4-2-5 تحليل و شبيه سازي خطي ……………………………………………. 67

4-3 طراحي تقويت كننده كم نويز توزيع شده با سلولهاي كسكود ………………………. 69
4-3-1 ساختار ……………………………………….. 70
4-3-2 باياسينگ ………………………………………………. 71
4-3-3 تيونينگ مدار …………………………………………………………. 72
4-3-4 تحليل و شبيه سازي خطي …………………………………. 72
4-4 طراحي تقويت كننده كم نويز توزيع شده نهايي ……………………………. 74
4-4-1 ساختار ……………………………………………………………………………. 74
4-4-2 باياسينگ ………………………………………………………………………….. 76
4-4-3 تيونينگ مدار ………………………………………………………………… 77
4-4-4 تحليل و شبيه سازي خطي ………………………………………….. 82
4-4-5 تحليل غير خطي …………………………………………………. 86
4-5 نتيجه گيري و مقايسه ……………………………………………………………….. 89

فصل پنجم: مدار پيشنهادي دوم، طراحي تقويت كننده كم نويز دو طبقه گيت مشترك و كسكود …………………. 91
5-1 مقدمه …………………………………………………………………………….. 92
5-2 ساختار كلي گيت مشترك ………………………………………………………….. 92
5-3 تقويت كننده كم نويز طراحي شده دو طبقه …………………………….. 93
5-4 طبقه بافر (سورس فالور يا درين مشترك) ……………………………………………. 94
5-5 مدار معادل سيگنال كوچك …………………………………………… 95
5-6 نويز …………………………………………………………………………. 96
5-7 تيونينگ ………………………………………………………….. 96
5-8 تحليل و شبيه سازي ……………………………………………………… 98
5-9 تحليل غير خطي ………………………………………………… 102
5-10 نتيجه گيري و مقايسه ……………………………………………………………………. 105
فصل ششم نتيجه گيري و پيشنهادات ………………………………………………… 106

6-1 مقايسه دو مدار طراحي شده …………………………………………………………… 108
6-2 پيشنهادات ……………………………………………………………………. 108
6-2-1 طراحي بر اساس تكنولوژيهاي ديگر ………………………………………. 108
6-2-2 طراحي با استفاده از توپولوژيهاي ديگر در ساختار سلولهاي تقويت كننده توزيع شده ……….. 109
6-2-3 استفاده از ساختارهاي ديگر ……………………………….. 109

فصل هفتم: منابع و ماخذ …………………………………… 110
1-1: باند فراپهن در مقايسه با باند باريك …………………………………………………………………… 8
1-2: طيف فركانسي UWBا ……………………………………………………………………………….. 8
فهرست جدولها
عنوان جدول
جدول 1 -1 عرض باند هاي سيستم هاي سيار 7
جدول 2 -1 مقايسه نه ساختار مختلف تقويت كننده كم نويز در باند فرا پهن 39
جدول 4 -1 مقادير سلفهاي تيون شده مدار نهايي 80
جدول 4 -2 عرض ترانزيستورهاي مدار نهايي 81
جدول 4 -3 مقادير پارامترهاي DC ترانزيستورهاي مدار توزيع شده نهايي 81
جدول 4 -4 اندازه و فاز ضريب انعكاس ورودي و عدد نويز در بازه فركانس كاري مدار توزيع شده نهايي 85
جدول 4 -5 مشخصات مدارتقويت كننده كم نويز توزيع شده طراحي شده 89
جدول 4 -6 مقايسه مدار طراحي شده در اين پايان نامه با كارهاي انجام شده 90
جدول 5 -1 مقادير سلفهاي مدار دو طبقه طراحي شده 97
جدول 5 -2 عرض ترانزيستورهاي مدار دو طبقه طراحي شده 97
جدول 5 -3 مقادير DC ترانزيستور هاي مدار دو طبقه طراحي شده 98
جدول 5 -4: مشخصات مدار تقويت كننده كم نويز دو طبقه 104
جدول 5 -5 مقايسه مدار طراحي شده با ساير كارهاي انجام شده پيشين 105
جدول 6 -1 مقايسه دو مدار طراحي شده 108

چكيده:
تقويت كنندههاي كم نويز، يكي از اجزاي اساسي گيرنده در مخابرات بيسيم محسوب مي شوند .
زيرا عملكرد آنها كارايي سيستم را، از نظر نويز مشخص ميكند. هدف اصلي اين پايان نامه، تحليل و طراحي تقويت كننده كم نويز در باند فراپهن توسط تكنولوژي CMOS است. ابتدا عملكرد يك تقويت كننده كم نويز توزيع شده بررسي ميشود. سپس مدار پيشنهادي تقويت كننده كم نويز توزيع شده، ارائه ميگردد. اين تقويت كننده داراي توان مصرفي 30 ميلي وات، عدد نويز dB3، گينdB12 پهناي باند 1/3 تا 6/10 گيگاهرتز ميباشد .
درانتها، مدار طراحي شده دوم، كه متشكل از دو طبقه گيت مشترك و كسكود ميباشد، ارائه ميشود. اين تقويت كننده داراي توان مصرفي 5/16 ميلي وات، گين dB26، عدد نويز dB3 و پهناي باند 1/3 تا 6/10 گيگاهرتز ميباشد .
تقويت كننده هاي كم نويز طراحي شده با استفاده از تكنولوژيCMOS 18/. ميكرون با منبع تغذيه 8/1 ولت طراحي شده است.

مقدمه
تحقيقات بسياري در زمينه طراحي گيرنده /فرستندهها و اجزاء آنها در باند فرا پهن انجام شده است، هدف اصلي بيشتر اين تحقيقات، تقويت كنندههاي كم نويز، ميكسرها و تقويت كنندههاي توان است . همانطور كه ميدانيم تقويت كننده كم نويز يكي از اجزاي بحراني در گيرنده ي RF ميباشد. در گيرندهي فرا پهن باند، تقويت كننده كم نويز يك بلوك بحراني است كه سيگنال هاي ضعيف را از كل باند فرا پهن ميگيرد و آنها را با نسبت سيگنال به نويز خوب تقويت ميكند. تقويت كننده كم نويز اولين بلوك اصلي در مسير دريافت سيگنال است. با توجه به توان كم سيگنال در خروجي آنتن و نيز افت ناشي از مدارهاي غير فعال در ورودي گيرنده لازم است بلافاصله سيگنال دريافتي تقويت شود كه اين كار وظيفه تقويت كننده كم نويز است. اين بخش نيز مانند بقيه بخشهاي موجود در گيرنده فراپهن باند در باند فركانسي 3 تا 6/10 گيگاهرتز طراحي ميشود.

نحوه خرید

دانلود رایگان فایل
شما میتوانید تنها با یک کلید به راحتی فایل مورد نظر را دریافت کنید. 🙂

برای دسترسی به این فایل ابتدا باید اشتراک خریداری کنید. برای خرید اشتراک بر روی لینک زیر کلیک کنید.

ارتقاء عضویت

در صورت بروز هر گونه مشکل در روند خرید اینترنتی، بخش پشتیبانی کاربران آماده پاسخگویی به مشکلات و سوالات شما می باشد

راهنمای سایت

برخلاف سایت های دیگر که فایل ها را به صورت تکی می فروشند روال سایت ما این است که شما با عضویت در سایت ما میتوانید از تمام فایل های موجود استفاده کنید.

تمام مطالب سایت فقط برای اعضای سایت رایگان است.

نحوه عضویت در سایت