دانلود مقاله ترجمه شده طراحی تقویت کننده کم نویز، فوق پهن باند CMOS و با توان مصرفی کمتر با استفاده از تکنیک حذف نویز

این مقاله طرحی را برای یک تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند CMOS و با توان کم ارائه می دهد که از یک تکنیک حذف نویز با فرآیند TSMC 0.18 μm RF  استفاده می کند. UWB LNA پیشنهادی از یک ساختار استفاده دوباره از جریان استفاده می کند تا به جای استفاده از یک طبقه آبشاری، مصرف توان کل را کاهش دهد.  این ساختار، همان مقدار جریان DC برای اجرای همزمان دو ترانزیستور را مصرف می کند. تکنیک تنظیم یک در میان که برای دستیابی به یکنواختی بهره در فرکانس مورد نظر گزارش شده است تا نقاط فرکانس تشدیدی پایین و بالا را روی کل پهنای باند از 3.1 تا 10.6 GHz داشته باشیم. نقاط تشدید در 3 GHz تا 10 GHz تنظیم شدند تا یکنواختی بهره کافی و اتلاف بازتابشی (برگشتی) را موجب شوند. بعلاوه، تکنیک حذف نویز برای حذف منبع غالب نویز استفاده شدند که توسط اولین ترانزیستور تولید می شوند. نتایج شبیه سازی یک بهره تخت و یکنواخت (S₂₁ > 10 dB) را با یک تطبیق امپدانس ورودی خوب کمتر از -10 dB و نیز یک مینیمم رقم نویز 2.9 dB را روی کل باند نشان می دهند. UWB LNA پیشنهادی،  15.2 mW از یک منبع توان 1.8 V را مصرف می کند.

1-مقدمه

اخیرا سیستم های فوق پهن باند در کاربردهای ارتباط بیسیم محبوب گشته اند. چون کمیسیون ارتباطات فدرال (FCC)، پهنای باند 7.5 GHz از دامنه طیفی 3.1 تا 10.6 GHz را برای فوق پهن باند در سال 2002 منتشر ساخته است (1). بعنوان دلایل ضروری برای استفاده از سیستم های UWB، آن سطح توان اندک (حد تا -41.3 dBm/MHz) و نرخ داده بالایی (تا 480 Mb/s) را برای ارتباطات بیسیم فراهم می کند. تقویت کننده کم نویز UWB ملزوماتی دارد چون پهنای باند ورودی کافی/اتلاف بازگشتی خروجی، بهره تخت کافی روی کل پهنای باند 7.5 GHz، رقم نویز پایین برای حساسیت، مصرف توان کم برای تحرک و یک مساحت تراشه کم برای هزینه کم.

تقویت کننده توزیعی، مشخصات پهن باند ، خطی بودن خوب و تطبیق ورودی /خروجی کافی را به دست می دهد (2و3). از طرف دیگر، آن یک جریان DC بزرگ را مصرف می کند تا طبقات چند تقویت کننده را راه بیاندازند و مساحت تراشه بزرگی را اشغال می کند. تقویت کننده فیدبک مقاومت موازی برای UWB LNA استفاده می شود (4) که چند صد مقاومت فیدبک دارد که پهنای باند را گسترش می دهد. از طرف دیگر، معمولا به دلیل پیک مقاومت فیدبک در نزدیک طبقه ورودی، شکل نویز افت می کند. فیلتر غیرفعال نیز برای طراحی UWB LNA استفاده شد (5). این فیلتر یک مشخصه تطبیق ورودی پهن دارد. از طرف دیگر، آن نیازمند برخی اجزا است نظیر یک القاگر که این خود نیازمند تراشه ای با اندازه بزرگ است. طبقه گیت مشترک در اولین توپولوژی در حال حاضر برای طراحی یک تقویت کننده پهن باند استفاده می شود (به دلیل امپدانس ورودی پهن باند ثابت 1/g_m)(6). از طرف دیگر، طبقه گیت – مشترک عملکرد نویز ضعیفی دارد. به این دلیل، تکنیک حذف نویز با طبقه گیت مشترک پیاده سازی شده است (7-10) ، ولی مصرف توان بزرگی را دارد تا نویز کم، بهره کافی و ویژگی های تطبیق پهن باندی را به دست آورد....