CMOS düşük gürültülü kuvvetlendiricilerde doğrusallaştırma tekniklerinin incelenmesi
Linearization techniques of CMOS low noise amplifier
- Tez No: 436476
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA TÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: CMOS, RF Haberleşme, Düşük Gürültülü Kuvvetlendirici (DGK), Doğrusallaştırma Teknikleri, AWR Tasarım Ortamı, CMOS, RF communications, Low Noise Amplifiers (LNA), Linearization techniques, AWR Design Environment
- Yıl: 2016
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 107
Özet
Bu tez çalışmasında, RF (Radyo Frekans) haberleşme sistemlerinde kullanılan CMOS düşük gürültülü kuvvetlendiricilerinin (DGK) meydana getirdiği bozulmaların giderilmesi için farklı doğrusallaştırma teknikleri incelenmiştir. Düşük gürültülü kuvvetlendiriciler veya RF kuvvetlendiriciler, zayıf sinyallerin genliğini kuvvetlendirirler ve böylece RF alıcıları olabildiğince az gürültüyle çalışırlar. DGK'lar RF ön-uç modüllerinin kritik bileşenleridir. Alıcının anteni, RF ön-uç modülünün toplam gürültüsüne sinyal zincirinde ilk aşamada veya aşamalarda en fazla katkıyı sağlar. DGK kullanıldığında, alıcı zincirinde sonraki aşamalarda oluşan gürültülerin etkisi DGK'nın kazancı yardımıyla azalırken, DGK'nın kendi gürültüsü alıcı sinyale eklenir. Bu yüzden, DGK için istenen sinyal gücünü artırırken olabildiğince az gürültü ve bozulma eklenmesi gereklidir. Bu sistemin daha sonraki aşamalarda sinyali almasına olanak sağlar. İyi bir DGK'nın düşük gürültü faktörüne ve yeterince büyük kazanç değerlerine ve yeterince büyük ara kiplenim ve baskılama noktası (IP3 ve P1dB) değerlerine sahip olması gerekir. Çalışmada, türev süperpozisyonu, gürültü/bozulma iptali ve son bozulma olmak üzere üç farklı teknik, meydana gelen bozulmaları azaltmak için kullanılmıştır. Simülasyon sonuçlarının elde edilmesi için ilk adımda uygun düşük gürültülü kuvvetlendirici topolojisi seçilmiştir. Seçilen topolojilere her teknik uygulanarak istenilen düşük gürültülü kuvvetlendirici devreleri oluşturulmuştur. Devreler optimize edilerek devre elemanlarının uygun değerleri seçilmiştir. Daha sonra devrelerde empedans uyumunu sağlayabilmek için uygun empedans devreleri kurulmuş ve devrelerin son hali elde edilerek analiz sonuçları elde edilmiştir.Tekniklerin uygulanması için 0.18um CMOS teknolojisi kullanılmıştır. Kullanılan CMOS'a ait parametreler spice parametreleri olarak kaydedilmiş, daha sonra AWRDE programına aktarılarak uygun terminal sayısıyla CMOS oluşturulmuştur. DGK için sistem analizi yapılarak her bir tekniğin S parametreleri yardımıyla kazançları , giriş empedans uyumları (S11) ve gürültü faktörleri bulunmuştur. Çift ton test simülasyonu yardımıyla IIP3 performansı ölçülmüştür.Analiz ve sonuçların incelenmesi için AWR Design Environment programı kullanılmıştır. Uygulanan doğrusallaştırma tekniklerine ait analiz sonuçları daha önce yapılmış çalışmalarla karşılaştırılarak bozulmaların azalma oranlarının istenilen ölçülerde olduğu ispatlanmıştır.
Özet (Çeviri)
Linearization Techniques of CMOS Low Noise Amplifier In this study, RF (radio frequency) CMOS low noise amplifier (LNA) used in the communication system different linearization techniques to eliminate the distortion caused occurred were examined. Low noise amplifiers or RF amplifiers, amplify the weak signal amplitude of the RF receiver, so they work as little noise. LNA's are critical components of the RF front-end module. Antenna of receivers, in the first stage or phase of the RF noise in the signal chain front-end module provides a total maximum contribution. When LNA is used, the impact of the images formed at a later stage in the receiver chain of the LNA with the help of decreased earnings, the LNA will be added to their receiver signal noise. Therefore, while increasing the signal power required for the LNA it is necessary to add as little noise and distortion. This system allows it to receive signals at a later stage. A good LNA low noise factor and gain value large enough and big enough to call modulation and repression point (IP3 and p1db) must have their value. In this study, the derivative superposition, noise / distortion cancellation and the post distortion including three different techniques are used to reduce distortion occurring. The first step in the appropriate low noise amplifier topology is selected to obtain the simulation results. Each technique applying to the chosen topology desired low-noise amplifier circuits are created. Appropriate values of the circuit elements are selected by optimizing the circuit. And then, proper impedance circuits in order to ensure compliance impedance circuit has been established and the results obtained are analyzed as the final version of the circuit. 0.18 CMOS technology is used to implement the techniques. CMOS and the parameters used in PSpice recorded parameters, then the appropriate number of terminals created CMOS AWR Design Environment transferred to the program. LNA gain for each technique with the help of S parameters for performing system analysis, input impedance matching (S11) and noise factors were found. With the help of two-tone test simulation IIP3 performance was measured. For analysis and examine the the results, the AWR Design Environment software is used. compared with linearization techniques applied to the analysis of results of studies conducted before the reduction in the rate of deterioration it has proven to be the desired dimensions.
Benzer Tezler
- A design of sub-mW-power 2.4 GHz CMOS cascode low noise amplifier with high linearity
Yüksek doğrusallığa sahip mW altı güç ile çalışan 2.4 GHz CMOS kaskod düşük gürültülü kuvvetlendirici
DİDEM EROL AS
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BERKE YELTEN
- Global farklı yer belirleme sistemleri için atik süzgeç uygulamaları
Agile filter applications for different global positioning systems
MESUT ATASOYU
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HULUSİ HAKAN KUNTMAN
- Low power continuous time sigma delta modulator and decimation filter design
Düşük güç tüketimli sürekli zaman sigma delta modülator ve örnek seyreltme süzgeci tasarımı
MEHMET İNCE
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. GÜNHAN DÜNDAR
- A 0.18 µm CMOS X-band low noise amplifier for space applications
Uzay uygulamaları için 0.18 µm CMOS X-bant düşük gürültülü kuvvetlendirici
NERGİZ ŞAHİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA BERKE YELTEN
- A high linearity s-band cryogenic low noise amplifier using 180 nm CMOS technology for space applications
Uzay uygulamaları için 180 nm CMOS teknolojisiyle gerçeklenmiş yüksek doğrusallı kriyojenik s-bant düşük gürültülü kuvvetlendirici
ALİCAN ÇAĞLAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA BERKE YELTEN