تقویت‌کننده کم‌نویز فراپهن باند CMOS با توان مصرفی کم و ولتاژ تغذیه زیر یک ولت با استفاده از روش حذف نویز

نوع مقاله : مقاله برق

نویسندگان

1 گروه الکترونیک-دانشکده مهندسی برق-دانشگاه صنعتی شاهرود

2 گروه الکترونیک، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

تقویت‌کننده‌های کم‌نویز در گیرنده‌های رادیویی معمولا اولین بلوک بعد از آنتن هستند و وظیفه آن‌ها تقویت سیگنال دریافتی از آنتن بدون افزودن هرگونه نویز و اعوجاج است. از مهم‌ترین مشخصه‌های مطلوب در یک تقویت‌کننده کم‌نویز می‌توان به بهره نسبتا بالا، توان مصرفی پایین، تطبیق مناسب امپدانس ورودی و خروجی، و عدد نویز کم در آن‌ها اشاره کرد. در این مقاله یک تقویت‌کننده کم‌نویز فراپهن‌باند با استفاده از روش حذف نویز ارائه شده است که در آن با استفاده از فیدبک مثبت در مسیر حذف نویز و ارائه یک ساختار زیرِ یک ولت، توان مصرفی به طرز چشمگیری کاهش داده شده است. مدار پشنهادی در این مقاله مورد تحلیل و شبیه سازی قرار گرفته و پایداری مطلق آن نیز اثبات گردیده است. جانمایی این تقویت‌کننده در فناوری TSMC 0.18µm RF-CMOS با استفاده از نرم‌افزار Cadence-IC رسم و مورد شبیه سازی قرار می‌گیرد. شبیه سازی‌ها نشان می‌دهد عدد نویز این ساختار نسبت به ساختار متداولی که آن را توسعه داده‌ایم حدود dB2 بهبود داشته به طوریکه عدد نویز آن در بازه فرکانسی GHz2 تا GHz12 به محدوده dB6/3 تا dB5/4رسیده است و در کلِ بازه فرکانسی تغییرات بسیار کمی دارد. بهره بیشینه این تقویت‌کننده dB25/17است و پارامترهای S11 و S22آن به ترتیب کمتر از dB24/9- و از dB74/9- است و S12 نیز کمتر از dB5/28- است. هم‌چنین خطسانی این تقویت کننده (IIP3) برابر dBm42/3- است که نسبت به ساختار متداول بهبود مناسبی داشته است. کل توان مصرفی این ساختار با ولتاژ تغذیه 8/0 ولتی برابر mW89/4 است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

A low power CMOS UWB LNA with sub-1V supply voltage and noise cancellation technique

نویسندگان [English]

  • Mehdi Alinejad 1
  • Emad Ebrahimi 2
1 Dep. of Electrical Eng.,Shahrood university of technology
2 Department of electrical Eng.Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

Low noise amplifiers (LNA) in RF receivers are usually the first block after the antenna that amplify the signal received from the antenna with negligible noise and distortion. The most important desirable characteristics of an LNA are relatively high gain, low power consumption, appropriate matching of input and output impedance, and low noise figure. Using the noise cancelation method, the design and simulation of a new wideband LNA has been discussed in this paper, in which the power consumption has been significantly reduced by using positive feedback as well as sub-1 volt supply voltage. First the proposed circuit was analyzed in this article. Then the proposed amplifier has been implemented in TSMC 0.18µm RF-CMOS technology and simulated using Cadence-IC software. The simulations show that the noise figure of this structure has improved by about 2dB compared to the conventional structure, and its noise figure has reached 3.6dB to 4.5dB in the frequency range of 2GHz to 12GHz. The maximum gain of the LNA is 17.25dB, and its S11 and S22 parameters are less than -9.24dB and -9.74dB, respectively. S12 is also less than -28.5dB. The linearity of this amplifier in term of IIP3 is -3.42dBm. The total power consumption of the circuit is 4.89mW with a supply voltage of 0.8V.

کلیدواژه‌ها [English]

  • LNA
  • Noise cancellation technique
  • Noise Figure
  • UWB
مدل سازی در مهندسی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 10 دی 1402

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 21 آبان 1401
  • تاریخ بازنگری: 09 آبان 1402
  • تاریخ پذیرش: 21 آذر 1402

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار