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 3,1-10,6 GHz را شرح می دهد.در این مقاله فیدبک موازي مقاومتی براي دستیابی به تطبیق ورودي پهن باند و کاهش نویز پیشنهاد شده است و یک ساختار کسکود در طبقه دوم براي دستیابی به بهره بالا در فرکانس هاي بالا ارائه می دهد.این تقویت کننده در تکنولوژي TSMC0.18µ m شبیه سازي شده است.نتایج شبیه سازي این مدار ماکزیمم بهره 10,56 dB ،تطبیق امپدانس ورودي کمتر از -10 dB ، مینیمم عدد نویز 8,7 dBرا نشان میدهد.تقویت کننده کم نویز پیشنهادي 14,3mwتوان به ازاي منبع تغذیه 1,8 v مصرف می کند.
-1 مقدمه
در سال هاي اخیر تقاضا براي ارتباطات بی سیم با سرعت بالا و نرخ دیتاي بالا افزایش یافته است.براي استانداردهاي 802.11b و802.11g فرکانس عملکرد 2.4GHz ، به ترتیب با نرخ دیتاي 11 و54Mbps می باشد.فرکانس عملکرد استاندارد802.11a نیز 5.2/5.7GHz است.سیستم هاي UWB به عنوان یک تکنولوژي بی سیم براي ارسال دیتا در پهناي باند وسیع با توان مصرفی کم و نرخ دیتاي بالا معرفی شده اند.[1]
کمیته ارتباطات فدرال FCC - - استفاده از تکنولوژي فوق پهن باند را براي کاربردهاي تجاري در پهناي باند 3.1-10.6GHz تصویب کرده است. [2] یک تفاوت مهم بین ارسال رادیویی سنتی و ارسال رادیوییUWB این است که سیستم هاي سنتی دیتا را با تغییر سطح توان ،فرکانس و فاز انتقال می دهند، در صورتی که در سیستم هاي UWB دیتا به صورت پالس رادیویی یا OFDM ارسال می گردد.با استفاده از تکنیک OFDM نرخ دیتاي 480Mb/s می تواند حاصل شود.
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 پهن باند براي کاهس تلفات بازگشتی بهره کافی براي خنثی کردن نویز ،عدد نویز پایین براي بهبود حساسیت گیرنده ،مساحت کم و توان مصرفی کم می توان نام برد.. [3] توپولوژي هاي زیادي براي تقویت کننده هاي فوق پهن باند پیشنهاد شده است .تقویت کننده هاي توزیعی ،تطبیق و خطسانی خوب فراهم می کنند ، اما توان زیادي مصرف می کنند.4 ]و[5 .توپولوژي تطبیق [6]RLC یک تطبیق خوب حاصل می کند ،اما آن یک ناحیه بزرگ را اشغال می کند.
فیدبک موازي مقاومتی یک بهره بالا و تخت فراهم می کند[7] و نویز را کاهش می دهد.تقویت کننده کم نویز کسکود با استفاده از فیلتر LC براي دستیابی به تطبیق ورودي پهن باند گزارش شده است. در این مقاله یک UWB LNA با بهره بالا و توان کم پیشنهاد می شود.در این تقویت کننده یک ساختار کسکود براي افزایش بهره و کاهش نویز استفاده شده است .
-2-2 تکنیک استفاده از ساختار کسکود
طبقه دوم تقویت کننده کم نویز، یک توپولوژي کسکود است . این طبقه بهره بالا در فرکانس هاي بالا فراهم می کند.ترانزیستور M3 به افزایش ایزولاسیون بین خروجی و ورودي کمک می کند.سلف L2 براي تطبیق خروجی استفاده می شود.براي گسترش پهناي باند طبقه کسکود و بهره تخت مقاومت R2به صورت سري به سلف L2متصل می شود تاضریب کیفیت را کاهش دهد.
در این طراحی جریان دو ترانزیستور M2و M3، 5mAاست .ترانزیستور M2 ،160µ mانتخاب شده است تا تطبیق طبقه اول را بهبود بخشد.مقدار M3نسبتا کوچک انتخاب می شود تا خازن هاي پارازیتی را کاهش دهد.مقدار مقاومت R1بهره طبق اول و بایاس طبقه بعدي را فراهم می کند.سلف L2با خازن هاي پارازیتی ترانزیستور M3تشدید می کند.
-3 -2 خروجی بافر
براي دستیابی به بهره بالاتر ، توان مصرفی DC را کاهش می دهیم و پهناي باند را افزایش می دهیم و مقدار نویز را نیز کاهش می دهیم. ما یک ساختار سورس مشترك در بافر خروجی استفاده می کنیم تا بهره ؛ نویز و پهناي باند بهبود یابد.
