تقویت کننده های توزیع شده با استفاده از تقریبات چبی شف و باترورث

نیاز روز افزون به سرعت انتقال داده ی بالاتر، مهمترین عامل در طراحی سیستم های ارتباطاتی مدرن است. افزایش سرعت انتقال داده، سیستم های ارتباطاتی را به داشتن پهنای باند وسیع تر مجبور می کند، بطوریکه دیگر مشخصه های موثر در طراحی مانند هزینه، اندازه تراشه و توان مصرفی نیز در نظر گرفته می شوند. از سوی دیگر در ارتباطات مخابراتی، پروتکل های مختلفی معرفی شده است. جدیدترین آنها پروتکل wimax است که در سال 2001 معرفی شد. دو باند فرکانسی برای این پروتکل 2-11ghz و 10-66ghz است. از این رو طراحی تقویت-کننده ایی سازگار با این پروتکل ضروری به نظر می رسد. رهیافتی در سیستم های ارتباطاتی با پهنای باند زیاد مورد نظر، استفاده از مدار های مجتمع توزیع شده است. از آنجا که در دهه های گذشته بلوک های سازنده ی rf باند باریک در طراحی سیستم های روی تراشه بطور روزافزونی در فناوری cmos ساخته می شوند، تحقیقات با نگرشی بر امکان پیاده سازی فرستنده-گیرنده های پهن باند در این فناوری شروع شده است. ارتباطات نوری پر سرعت با فرکانس کاری تا حدود 40 گیگا هرتز و سیستم های بی سیم فرا پهن باند با فرکانس کاری بین 10-3 گیگا هرتز نمونه هایی از کاربرد های سیستم های پهن باند هستند. فناوری cmos هزینه ساخت کمتر و سطح مجتمع سازی بالاتر را نسبت را به دیگر فناوری های ساخت ارائه می دهد. در این تحقیق، بر طراحی تقویت کننده پهن باند – اساسی ترین بلوک سازنده در سیستم های پرسرعت کابلی و بی سیم مخابراتی- با ضرب بهره در پهنای باند بالا و فرکانس قطع بالا تمرکز می کنیم. تکنیکی بسیار مناسب، تقویت کننده توزیع شده با پهنای باند ذاتی بالا و نزدیک به فرکانس قطع ترانزیستور ها به کار گرفته می شود.هر چند تقویت کننده های توزیع شده درفناوری cmos چالش هایی مانند تضعیف بهره ناشی از اتلاف سلف های روی تراشه، اشغال فضای بیشتر و شاخص نویز بزرگتر را تحمیل می کند. در ادامه ی این تحقیق این مشکلات به شرح زیر بررسی می شوند. سلف های روی تراشه به عنوان ضروری ترین بخش در خطوط انتقال گیت و درین تقویت کننده های توزیع شده، با افزایش فرکانس توان بیشتری را در بستر سیلیکون و به علاوه در اتصال های فلزی مصرف می کند و موجب کاهش بهره و بر هم زدن امپدانس ورودی و خروجی می شود. از این رو مداری پیشنهاد و طراحی شده است که در آن بجای استفاده از ساختار متداول تقویت کننده توزیع شده از ساختار فیلتری (مانند چبی شف و باترورث) استفاده می شود که درنتیجه تعداد سلف ها، عدد نویز و فضای اشغالی را کمتر می-کند. در دیگر مدار پیشنهادی از تکنیکی جهت تطبیق مطلوب در پورت های ورودی و خروجی استفاده شده است و درضمن این تکنیک باعث هموارتر شدن پاسخ فرکانسی بهره مدار می-گردد.