Optik haberleşme için lazer sinyali tabanlı düşük maliyetli devre tasarımı uygulaması
Laser signal based low cost circuit design application for optical communication
- Tez No: 899154
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞEKİP ESAT HAYBER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 157
Özet
Bu tez çalışmasında, çığ fotodiyotları (APD) ve transimpedans amplifikatörleri (TIA) optik kablosuz haberleşme ve algılama sistemleri için kullanılarak düşük maliyetli, yüksek performanslı ve düşük gürültülü bir devre tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarım süreci, teorik temellerin belirlenmesi, simülasyon modelleme ve analizler, donanım testleri ile performans değerlendirmelerini kapsamaktadır. APD'ler, yüksek hassasiyet ve hızlı tepki süreleri sunan yarı iletken cihazlardır. Bu tezde, Excelitas C30737 serisi APD kullanılarak 500-1000 nm dalga boyu aralığında yüksek duyarlılık sağlanmıştır. APD'lerin çıkış sinyalleri, TIA devresi ile işlenmiş, sinyallerin kazancı artırılarak işleme ve ölçüme uygun hale getirilmiştir. Devre tasarımı, Altium Designer yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. TIA, ters besleme devresi, kazanç devresi, güç devresi, besleme okuma ve sürme devreleri, lazer diyot sürücü devresi ve mikrodenetleyici devreleri bu yazılım ile optimize edilmiştir. Tasarım sürecinde LTSpice simülasyonları kullanılarak devrelerin doğruluğu ve performansı test edilmiştir. Laboratuvar test prosedürleri ile donanımın performansı ve güvenilirliği değerlendirilmiştir. Bu süreçte osiloskop, multimetre, güç kaynağı, sinyal jeneratörü ve spektrum analizörü gibi cihazlar kullanılarak testler gerçekleştirilmiştir. Test sonuçları, sinyal güçleri, gürültü seviyeleri, kazanç ve bant genişliği gibi kritik performans parametrelerini içermektedir. Sonuç olarak, tasarlanan TIA devresi yüksek kazanç, geniş bant genişliği ve iyi lineerlik sunarak optik kablosuz haberleşme ve algılama sistemlerinde güvenilir ve hassas ölçümler yapılmasına olanak sağlamaktadır. Tezde geliştirilen devrelerin performans analizi, optik iletişim teknolojilerinin gelecekteki gelişimine önemli katkılar sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, a low-cost, high-performance and low-noise circuit design was realized by using avalanche photodiodes (APD) and transimpedance amplifiers (TIA) for optical wireless communication and sensing systems. The design process includes determination of theoretical foundations, simulation modeling and analysis, hardware tests and performance evaluations. APDs are semiconductor devices that offer high sensitivity and fast response times. In this thesis, high sensitivity was achieved in the 500-1000 nm wavelength range by using Excelitas C30737 series APD. The output signals of APDs were processed with the TIA circuit, and the gain of the signals was increased to make them suitable for processing and measurement. Circuit design was carried out using Altium Designer software. TIA, reverse feed circuit, gain circuit, power circuit, feed reading and driving circuits, laser diode driver circuit and microcontroller circuits are optimized with this software. During the design process, the accuracy and performance of the circuits were tested using LTSpice simulations. The performance and reliability of the hardware were evaluated through laboratory testing procedures. In this process, tests were carried out using devices such as oscilloscope, multimeter, power supply, signal generator and spectrum analyzer. Test results include critical performance parameters such as signal strengths, noise levels, gain and bandwidth. As a result, the designed TIA circuit offers high gain, wide bandwidth and good linearity, allowing reliable and precise measurements in optical wireless communication and sensing systems. The performance analysis of the circuits developed in the thesis makes significant contributions to the future development of optical communication technologies.
Benzer Tezler
- Index modulation based designs, error performance and physical layer security analyses for unmanned aerial vehicle networks
İnsansız hava aracı ağları için indis modülasyonu tabanlı tasarımlar, hata performansı ve fiziksel katman güvenlik analizleri
AYŞE BETÜL BÜYÜKŞAR
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik-Haberleşme Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Young's modulus characterization of polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chips for viscosity measurements
Viskozite ölçümleri için tasarlanmış polidimetilsiloksan (PDMS) mikroakışkan çiplerinin young modülü karakterizasyonu
CEYDA KÖKSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN
DOÇ. ONUR FERHANOĞLU
- Design of magnetic actuator driver system for laser scanning capsule endoscopy applications
Lazer taramalı kapsül endoskopi uygulamaları için manyetik eyleyici sürücü sistemi tasarımı
BERKAY KEBAPCIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA BERKE YELTEN
- Physical layer security performance of satellite networks
Uydu ağlarının fiziksel katman güvenlık başarımı
OLFA BEN YAHIA
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT
Assoc. Prof. Dr. EYLEM ERDOĞAN
- Towards fully 3D-printed miniaturized confocal imager
Üç boyutlu yazıcı ile üretilmiş minyatürize konfokal görüntüleyici
JANSET SAVAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU
YRD. DOÇ. DR. YİĞİT DAĞHAN GÖKDEL