Variable gain amplifiers
Kazancı ayarlanabilen kuvvetlendiriciler
- Tez No: 295274
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ TOKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Günümüzde haberleşme sistemlerinin gelişmesiyle birlikte artan veri transferi ve iletişim hızları bu sistemlerde kullanılan elektronik donanım ve sistemlerinin de ihtiyaca cevap verecek şekilde geliştirilmesi ihtiyacını doğurmuştur. Örneğin kablosuz haberleşme standardını kullanan bir çok sistemde yüksek frekanslarda veri alışverişi yapabilen düşük gürültülü alıcı verici yapılarının gene geniş bir dinamik aralıkta çalışabilmesi gerekmektedir.Bilginin işaret genliğinde saklı tutulduğu haberleşme sistemlerinde ve yine işaret genliğinin değişkenlik gösterebildiği veri depolama birimlerinde genlik bilgisinin kontrol edilebilir ve gürültü eşiğinin üzerinde tutulabilir olması önemlidir.Kazancı ayarlanabilen kuvvetlendiriciler, otomatik genlik kontrolünün gerçekleştirildiği devrelerin en önemli alt yapı bloğudur. Bu çalışma kapsamında, başlangıç olarak literatürde önerilen kazancı ayarlanabilen kuvvetlendiriciler çalışma prensipleri ve devre gerçeklemeleri açısından sınıflandırılarak incelenmiştir. Ek olarak kaskod sınıfındaki kuvvetlendirici yapılar aynı CMOS proses içinde yeniden tasarlanıp başarımları görece karşılaştırılmıştır.İkinci aşama çalışmalarda ise mevcut yapılara ek olarak yeni model ve devre yapıları önerilmiştir. Önerilen ilk devrede üç katlı kaskad yapı ile 61dB dinamik aralık ve 1.2GHz ile 2.2GHz arasında çalışma frekansı 0.35?m salt CMOS yapıdan elde edilmiştir. İkinci sunulan devre yapısında ise tek katlı kazancı ayarlanabilen kuvvetlendirici bloğu için kontrol geriliminin farklı iki aralığı için ayrı fonksiyonları gerçekleştiren bir kontrol devresi, dinamik aralığı arttıracak şekilde tasarlanmıştır. Önerilen yapı ile 36.7dB dinamik aralık 716MHz ile 795MHz arasındaki band genişliğinde elde edilmiştir.Bunun dışında, yeni bir sözde üstel yaklaşım fonksiyonu Taylor serisinde ikinci dereceden terimlerinin katsayıları optimize edilerek elde edilmiştir. Önerilen yaklaşımı kullanan kontrol devresi ile tek katta 90dB dinamik aralığın elde edilebileceği gösterilmiştir.Son olarak da yeni bir kazancı ayarlanabilen kuvvetlendirici modeli geçiş iletkenliği kuvvetlendiricileri kullanılarak oluşturulmuş ve deneysel olarak LM13700 geçiş iletkenliği kuvvetlendiricisi kullanılarak önerilen modelin başarımı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Nowadays, as a result of developing communication systems, increasing data transfer rates and communication speeds require sufficient electronic hardware and systems to be developed. For instance, many systems using wireless communication standards need high frequency and low noise transceiver structures which are also required to handle a wide dynamic range of signal amplitude.Controlling of the signal amplitude, while keeping above the noise level, is a necessity when concerning with the amplitude modulated communication systems and data storage environments such as disk drivers.Variable gain amplifiers are the key sub-block of the automatic gain control loops. In the scope of this thesis work, at first, variable gain amplifiers are classified in terms of the operating principles and circuit realizations. Moreover, the author implemented and simulated various variable gain amplifiers employing cascade gain structures given in the literature by using 0.35?m CMOS process for a performance comparison.Secondly, two new variable gain amplifier topologies and a new gain model are proposed. The first proposed structure is composed of three cascaded variable gain amplifiers and designed in 0.35?m CMOS process providing 61dB dynamic range. Operating frequency of the circuit is between 1.2GHz and 2.2GHz in the control voltage range. The second proposed circuit structure is composed of one variable gain amplifier and two separate control blocks where there are two control voltage range. The circuit provides nearly 36.7dB dynamic range and the cut off frequency changes 716MHz to 795MHz in the control voltage range.Moreover, a new pseudo exponential approximation function is obtained by optimizing the coefficients of terms of the second order Taylor series expansion. It is shown that 90dB dynamic range is possible to be obtained with the control circuit by using the new proposed approximation.Finally, a new variable gain amplifier model is constructed with using operational transconductance amplifiers and the proposed model is experimented on circuit board to verify the model performance. LM13700 operational transconductance amplifiers are used to verify proposed model and performance metrics of the proposed model has been measured.
Benzer Tezler
- Üstel fonksiyon için yeni bir yaklaşım kullanarak CMOS kazancı ayarlanabilir kuvvetlendirici tasarımı
Design of CMOS variable gain amplifier using a new exponential function approximation
MUHAMMET SAİT ALTUNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. METİN YAZGI
- Mos transistorlu kazancı ayarlanabilir kuvvetlendiricilerin tasarımı üzerine çalışmalar
Work on the design of variable gain amplifiers with mos transistors
EYÜP SELİM KALKIŞIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA AKTAŞ
DOÇ. DR. METİN YAZGI
- Bidirectional transceiver module for 8-28 GHz amplitude and phase errors in variable gain amplifiers
8-28 GHz faz dizili sistemler için çift yönlü alıcı/verici modülü ve değişken kazançlı kuvvetlendiricilerdeki genlik ve faz hatalarını düşürecek özgün yöntem
KUTAY ALTINTAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ
- Analysis and design of RF CMOS attenuators
Başlık çevirisi yok
HAKAN DOĞAN
Doktora
İngilizce
2005
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUniversity of California BerkeleyPROF. ROBERT G. MEYER
- High resolution, process and temperature compensated phase shifter design using a self generated look up table
Kullandığı doğruluk tablosunu kendisi oluşturarak sıcaklık ve üretim kaynaklı faz hatalarını azaltan, yüksek çözünürlüklü faz kaydırıcı tasarımı
EMRE ÖZEREN
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAŞAR GÜRBÜZ