Geri Dön

LiDAR uygulamaları için entegre devre tasarımı

Integrated circuit design for LiDAR applications

PDF İndir

  1. Tez No: 974122
  2. Yazar: EYMEN SÜLEYMAN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MESUT ATASOYU
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Amaç: Bu çalışmada, LiDAR alıcıları için düşük güçte çalışan yüksek kazanç sağlayan, iki çalışma moduna (yüksek ve düşük kazanç) sahip üç aşamalı CMOS invertör tabanlı şönt geribeslemeli bir transimpedans Amplifikatör (INV-TIA) tasarlamak amaçlanmaktadır. Yöntem: Önerilen TIA tasarımı LTspice ortamında gerçekleştirilmiştir ve LTspice fonksiyonları kullanarak besleme gerilimin ve geri besleme direncin diğerleri belirlenmiştir. 180 nm, 45 nm, 32 nm ve 22 nm CMOS SPICE modelleri kullanılarak gerekli analizler gerçekleştirilmiştir. Bulgular: 22 nm teknolojisinde yüksek kazanç modunda 92 dBΩ, bant genişliği 53 MHz; düşük kazanç modunda ise kazanç 84 dBΩ, bant genişliği de 86 MHz. 32 nm teknolojisinde yüksek kazanç modunda 93,3 dBΩ, bant genişliği 85 MHz; düşük kazanç modunda 86,6 dBΩ, bant genişliği 137 MHz'tir. 45 nm teknolojisinde yüksek kazanç modunda 94 dBΩ, bant genişliği 88 MHz; düşük kazanç modunda 87,5 dBΩ, bant genişliği 142 MHz'tir. 180 nm teknolojinde ise yüksek kazanç modunda 94,95 dBΩ, bant genişliği 172 MHz; düşük kazanç modunda 90 dBΩ, bant genişliği 273 MHz şeklinde sonuçlar elde edilmiştir. Güç tüketimi ise sırayla 79 mW, 0,219 mW, 0,333 mW ve 45 mW olarak bulunmuştur. Sonuç: Önerilen TIA, düşük güç, LiDAR sisteminin geniş bant genişliği ve yüksek kazanç gereksinimlerini aynı anda karşılamaktadır; iki kazanç moduyla geniş dinamik aralığı sağlamaktadır. Karşılaştırmalar, önerilen TIA'nın LiDAR alıcı devresi için literatürdeki TIA topolojilerine kıyasla daha iyi güç kazanç dengesini sunduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Purpose: This study aims to design a three-stage CMOS inverter-based shunt-feedback transimpedance amplifier (INV-TIA) with low power consumption and high gain, featuring two operating modes (high and low gain), for LiDAR receivers. Method: The proposed TIA design was implemented in the LTspice environment, and the supply voltage and feedback resistor were determined using LTspice functions. The required analyses were carried out using 180 nm, 45 nm, 32 nm and 22 nm CMOS SPICE models. Findings: In 22 nm technology, the high-gain mode achieved 92 dBΩ with a bandwidth of 53 MHz, while the low-gain mode achieved 84 dBΩ with a bandwidth of 86 MHz. In 32 nm technology, the high-gain mode provided 93,3 dBΩ with a bandwidth of 85 MHz, whereas the low-gain mode provided 86,6 dBΩ with a bandwidth of 137 MHz. In 45 nm technology, the high-gain mode reached 94 dBΩ with a bandwidth of 88 MHz, while the low-gain mode achieved 87,5 dBΩ with a bandwidth of 142 MHz. In 180 nm technology, the high-gain mode achieved 94,95 dBΩ with a bandwidth of 172 MHz, and the low-gain mode reached 90 dBΩ with a bandwidth of 273 MHz. The corresponding power consumption values were found to be 79 mW, 0,219 mW, 0,333 mW and 45 mW, respectively. Results: The proposed TIA simultaneously meets the requirements of low power consumption, wide bandwidth, and high gain in LiDAR systems, while providing a wide dynamic range through its two gain modes. Comparative evaluations show that the proposed TIA offers a superior power–gain balance compared to the TIA topologies reported in the literature for LiDAR receiver circuits.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    704675

    Waveguide-integrated germanium photodetector design and optimization for sensing and telecom applications

    Dalgakılavuzu ile tümleşik germanyum fotodedektörlerin sensör ve telekom uygulamaları için tasarım ve optimizasyonu

    HASAN FIRAT YILDIZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET CENGİZ ONBAŞLI

  2. Tez No

    776001

    GF 22nm FDSOI power management unit with integrated SRAM design

    Entegre SRAM tasarımlı GF 22nm FDSOI güç yönetim birimi

    MAHMUT ÇOBAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET TEKİN

  3. Tez No

    1007696

    UAV operations in GPS-denied environments

    GPS'in kullanılamadığı ortamlarda İHA operasyonları

    HATİCE DİDEM ÜZGÜN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMRE KOYUNCU

  4. Tez No

    350318

    Ultra-low noise fiber laser systems and their applications

    Ultra-düşük gürültülü fiber lazer sistemleri ve uygulamaları

    İBRAHİM LEVENT BUDUNOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    DOÇ. DR. FATİH ÖMER İLDAY

  5. Tez No

    998383

    Robotik hayvancılık uygulamaları için akıllı sistem sağım başlığı tasarımı

    Design of Smart System Milking Head for Robotic Livestock Applications

    IZADEEN N A SAWAFIRI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiPamukkale Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET ÖZEK

Geri Dön