Geri Dön

Optik haberleşme için lazer sinyali tabanlı düşük maliyetli devre tasarımı uygulaması

Laser signal based low cost circuit design application for optical communication

  1. Tez No: 899154
  2. Yazar: BERKAY ÇAVUŞ
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ŞEKİP ESAT HAYBER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Bursa Uludağ Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Elektronik Bilim Dalı
  13. 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

  1. 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

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik-Haberleşme Eğitimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ

  2. 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

    İngilizce

    2024

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN

    DOÇ. ONUR FERHANOĞLU

  3. 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

    İngilizce

    2024

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA BERKE YELTEN

  4. Physical layer security performance of satellite networks

    Uydu ağlarının fiziksel katman güvenlık başarımı

    OLFA BEN YAHIA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Prof. Dr. GÜNEŞ ZEYNEP KARABULUT KURT

    Assoc. Prof. Dr. EYLEM ERDOĞAN

  5. Towards fully 3D-printed miniaturized confocal imager

    Üç boyutlu yazıcı ile üretilmiş minyatürize konfokal görüntüleyici

    JANSET SAVAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU

    YRD. DOÇ. DR. YİĞİT DAĞHAN GÖKDEL