بخشی از مقاله
چکیده
پیشرفتهای عظیم در ارتباطات مخابراتی که مربوط به بخش تلفنهای همراه و شبکههای محلی است به دلیل موقعیتهای ماهوارهای منجر به گسترش فرمها و استانداردهای مختلف شده است. بنابراین چالشهای مهمی در زمینه طراحی فیلترها پیش روی محققان میباشد و از طرفی یکی از انواع فیلترهای پر کاربرد در این حوزه فیلترهای میان گذر RF میباشند لذا مقالات متعددی در این زمینه ارائه شدهاند که محوریت اکثریت آنها بر چند موضوع میباشد:
-1 استفاده از سلف و خازنهای فعال در آنها
-2 قابل تنطیم بودن فرکانس مرکزی و ضریب کیفت آنها
-3 استفاده از تکنولوژیهای روز در طراحی آنها با توجه به موارد فوق در این تحقیق ما نیز سعی کردهایم بخشی از موارد فوق را مورد تحقیق و بررسی انجام دهیم که شرح مختصری از کار انجام شده به صورت زیر میباشد: در این مقاله یک موضوعاتی کلی درباره فیلترها بیان شده است، سپس در مورد فیلترهای میانگذر بحث شده است.
در این مقاله چندین مقاله روز در مورد فیلترهای میانگذر RFکه عمدتاً بر مبنای موارد 1 تا 3 که در بالا ذکر شد میباشند بررسی شدهاند. همچنین یکی از مقالات را که تقریباً هر سه مورد بالا در آن وجود دارد را انتخاب نموده و ضمن بررسی آن سعی کردهایم آن را در تکنولوژی 45 نانومتر با نرم افزار hspice شبیهسازی کنیم و هم چنین تکنولوژی130 نانومتر را با استفاده از نرم افزار ads شبیه سازی کنیم و نتایج حاصل را مقایسه نماییم.
1-1 مقدمه
امروزه فیلترها یکی از مهمترین اجزای سازنده بسیاری از سیستمهای پردازش سیگنال آنالوگ و دیجیتال به شمار میروند. از میان کاربردهای مختلف فیلترها میتوان به استفاده از فیلترهای پایینگذر به عنوان فیلتر ضدهمپوشان در مدارهای نمونهبردار و مبدلهای آنالوگ به دیجیتال و همچنین استفاده از فیلترهای میانگذر برای مدارهای فرستنده و گیرنده در فرکانسهای بالا اشاره کرد.
فیلترها به دو نوع کاملا متفاوت فیلترهای آنالوگ و دیجیتال تقسیم میشوند. فیلترهای دیجیتال در مقابل فیلترهای آنالوگ پیچیدگی کمتری دارند و طراحی آنها سادهتر است. از طرف دیگر، این فیلترها غالبا مساحت زیادی را اشغال میکنند. به علاوه،از آنجا که معمولاً ورودی یا خروجی یا هر دوی اینها برای اغلب سیستمها، آنالوگ هستند، استفاده از فیلترهای دیجیتال - و در حالت کلی استفاده از سیستمهای دیجیتال - نیاز به مبدلهای آنالوگ به دیجیتال و دیجیتال به آنالوگ دارند که خود اینها پیچیدگی سیستم را زیاد میکنند. خود این مبدلها نیز، نیاز به فیلترهای آنالوگ ضد همپوشان دارند. همچنین توان مصرفی آنها بیشتر و فرکانس کار آنها پایینتر است.
2-1 تاریخچه موضوع
فیلتر میانگذر یک نوع خاص از دستگاه و یا مدار الکتریکی است که تنها اجازه عبور سیگنال ها یا فرکانسهای خاص را میدهد و مانع عبور بقیه سیگنالها میشود. بالاترین عملکرد فیلتر میانگذر را میتوان در RF که رنج فرکانس آن برای فرکانسهای بالا - UHF - بین 300 مگاهرتز تا 3 گیگاهرتز میباشد .[1] از نمونه فیلترهای میانگذر میتوان به گیرندههای وایلس اشاره کرد .[2]
فناوری CMOS یک نقش اصلی در طراحی سیستمهای RF کاملا یکپارچه، قدرت پایین و ارزان قیمت ایفا میکند .[3] اخیراً سیستمهای ارتباطی وایلس توانایی پردازش سیگنالها در باندهای فرکانسی مختلف را دارند این موضوع سبب محبوبیت بسیار زیاد این فیلترها شده است. آنتن ها 4]، [5 و فیلترهای [12-6] چند بانده با روشهای ترکیب جدید یا طراحیهای خلاقانه مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. باید توجه داشت که فیلترهای چند بانده در [12-6] عامل تحریک کننده قطب انتقال در فیلترهای میانگذر را ایفا میکنند. بنابراین یک فیلتر میانگذر 12 قطبی، 12 تحریک کننده خواهد داشت. اخیرا فیلترهای میانگذر چند بانده به یک موضوع بسیار مهم تبدیل شده است .[19-13]
3-1 فیلتر چیست؟
فیلترکردن، هرگونه عملیات بر روی یک سیگنال است. معمولاً، ما موقع فیلتر دستگاه - سختافزار یا نرمافزار - که به طور خاص طراحی شده برای افزایش یا کاهش مناطق از طیف سیگنال محدودیت ایجاد میکنیم. اساس کار فیلترها جداسازی سیگنالها بر اساس فرکانس و در واقع حذف نویز میباشد. شکل 1-10 اساس کار فیلتر را نشان میدهد که ورودی به فیلتر داده شده و بعد از عملیات فیلترینگ بسته به مدل طراحی شده خروجی را به ما میدهد فیلترها به طور کلی به اقسام زیر تقسیم میشوند: -1 فیلتر پایین گذر 1 -2 فیلتر بالا گذر2 -3 فیلتر میان گذر3 -4 فیلتر میان نگذر4 -5 فیلتر تمام گذر5 که شکلهای هر یک از این فیلترها در شکل - 2-1 - آورده شده است.
