بخشی از مقاله
چکیده - این مقاله ساختار جدیدي از یک تقویت کننده فوق پهن باند با توان مصرفی کم و بهره بالا در باند فرکانسی 3,1-10,6GHz که با تکنولوژي TSMC0.18µ m شبیه سازي شده را شرح می دهد. با استفاده از تکنیک حذف نویز راهکار جدیدي براي افزایش بهره مدار ارائه می دهد. نتایج شبیه سازي این مدار ماکزیمم بهره 10,82 dB، تطبیق امپدانس ورودي کمتر از-10 dB ، مینیمم عدد نویز 4 dB را نشان می دهد.تقویت کننده کم نویز پیشنهادي 22 mwتوان به ازاي منبع تغذیه 1,8 v مصرف می کند.
مقدمه
در سال هاي اخیر تقاضا براي ارتباطات بی سیم با سرعت بالا افزایش یافته است.UWB به عنوان یک تکنولوژي جدید براي انتقال دیتا با توان مصرفی کم و نرخ داده بالا معرفی شده است. اهداف کاربردي همچون شبکه بی سیم داخلی، اتصال یکپارچه بین قطعات الکترونیکی انتقال تصویر، صدا و دیگر داده ها در پهناي باند بالا فراهم کرده است .[1] کمیته ارتباطات فدرال - - FCC استفاده از تکنولوژي فوق پهن باند را در پهناي باند3,1-10,6 GHz منتشر کرده است.[2] دو پیشنهاد براي بهره برداري از طیف فرکانسی3,1-10,6 GHz براي سیستمهاي فوق پهن باند ارائه شده است :
پیشنهاد . [3] DS-UWB
پیشنهاد .[4] MB-OFDM
پیشنهاد DS-UWB پهناي باند3,1-10,6 GHz را به دو باند جداگانه تقسیم می کند.شکل - 1 -
در حالی که پیشنهاد MB-OFDM پهناي باند -10,6 GHz 3,1 را به 14 زیرباند 528 MHzتقسیم می کند که در پنج باند اصلی گروه بندي شده اند.شکل - 2 - تقویت کننده کم نویز کلیدي ترین بخش گیرنده فوق پهن باند می باشد.تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند ملزوماتی دارد همچون تطبیق ورودي براي کاهش تلفات بازگشتی ،بهره کافی براي حذف نویز،عدد نویز پایین براي بهبود حساسیت گیرنده ،اندازه کوچک و توان مصرفی کم را می توان نام برد.[5] تقویت کننده هاي توزیعی یک تطبیق امپدانس خوب ، بهره تخت و مناسب در پهناي باند فرکانسی و خطسانی بالا را فراهم می کنند.6]و. [7 تقویت کننده فیدبک موازي مقاومتی یک تطبیق ورودي پهن باند مناسب فراهم می کند و عدد نویز را کاهش می دهد اما پهناي باند را افزایش می دهد.
در این مقاله یک تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند ،کم توان و حذف کننده نویز پیشنهاد می شود.در این تقویت کننده از یک ساختار فیدبک براي افزایش پهناي باند و یک ساختار حذف نویز استفاده شده است.[8]در بخش 2 یک تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند پیشنهاد می شود و بخش 3 نتایج شبیه سازي بهره،تطبیق امپدانس ورودي ،تطبیق امپدانس خروجی و نویز را نشان می دهد و در بخش نهایی نتیجه گیري می شود.
-3 طراحی تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند
شکل 3 یک تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند را نشان می دهد.این مدار شامل یک ساختار فیدبک براي افزایش بهره و یک ساختار حذف نویز براي کاهش نویز M1 و بافر خروجی می باشد.
-1- 2تکنیک حذف نویز
شکل 4 یک تقویت کننده کم نویز با ساختار فیدبک موازي مقاومتی نشان می دهد.این تقویت کننده از یک ترانزیستور M1 ، یک مقاومت Rf و یک تقویت کننده ولتاژ در بخش جلویی با بهره AX تشکیل شده است..براي دستیابی به پهناي باند وسیع ،مقدار R1 کوچک انتخاب می شود و توپولوژي حذف نویز به طور قابل توجهی نویز R1 را کاهش می دهد.مقدار R1 وابسته به ولتاژهاي M1 و M3 می باشد.
ولتاژ درین M1 بزرگتر از - VGS1+VGS3-VTH1 - می باشد تا M1 را در ناحیه اشباع نگه دارد.بنابراین افزایش ولتاژ باعث افزایش fT می شود و در نهایت سبب افزایش سرعت اشباع در ترانزیستور می گردد و عملکرد نویز را بدتر می کند. اگر فرکانس افزایش یابد ،آنالیز نویز پیچیده تر می شود.خازن هاي پارازیتی امپدانس را در نقاط مختلف تغییر می دهند و ممکن است سبب افزایش نویز در فرکانس هاي بالا شوند.
