طراحی و شبیه سازی rf front-end شامل تقویت کننده کم نویز – میکسر ترکیبی با مد جریان برای استانداردهای gsm و wimax
چکیده
با وجود انواع ارتباطات بی سیم مختلف و سرویس های متنوع مبتنی بر آنها، تقاضا برای سیستم های گیرنده بی سیم که بتوانند به طور همزمان از استانداردهای حاکم بر این ارتباطات پشتیبانی کند، رو به افزایش می باشد. هدف از این پایان نامه طراحی و دست یابی به یک سرنخست فرکانس رادیویی با مد جریانی در سطح مدار مجتمع با قابلیت پشتیبانی از استاندارد gsm با باند فرکانسی 1.8ghz و استاندارد wimax با باندهای فرکانسی 2.5ghz، 3.5ghz و 5.5ghz، یک بلوک تقویت کننده کم نوفه و یک بلوک میکسر فرکانسی طراحی و شبیه سازی می باشد که در نهایت با ترکیب این دو ساختار سرنخست مورد نظر ارائه و شبیه سازی شده است. در طراحی بلوک تقویت کننده کم نوفه که دارای ساختار گیت مشترک با فیدبک مثبت می باشد، یک روش جدید به عنوان فید مستقیم معرفی شده و به کار رفته است که به بهبود عملکرد نوفه تقویت کننده کمک می کند. برای بلوک میکسر فرکانسی یک ساختار میکسر فعال جدید ارائه شده است که به یاری روش باز استفاده از جریان، بهره تبدیل ولتاژی بالا¬تر و توان مصرفی پایین تری را در قیاس با میکسرهای فرکانسی فعالی که تاکنون معرفی شده اند فراهم می کند. شبیه سازی ساختارهای تقویت کننده کم نوفه، میکسر فرکانسی و سرنخست فرکانسی رادیویی با تکنولوژی 0.13μm cmos با استفاده از نرم افزار hspice صورت گرفته است. تقویت کننده کم نوفه طراحی شده دارای بهره ولتاژی در حدود 20db و حداقل عدد نوفه ای برابر 2.83db و پارامترهای خطینگی p1db=〖-12〗^dbm و 〖iip〗_3=〖-6〗^dbm می باشد. میکسر فرکانسی جدید ارائه شده از بهره تبدیل ولتاژی برابر 24db، عدد نوفه ssb زیر 11db و پارامترهای خطینگی p1db=〖-10〗^dbm و 〖iip〗_3=〖-5〗^dbm برخوردار می باشد. شبیه سازی سرنخست طراحی شده بهره تبدیل ولتاژی 21db، عدد نوفه ssb برابر با 10db و مشخصات خطینگی p1db=〖-16〗^dbm و 〖iip〗_3=〖-13〗^dbm را برای آن تعیین کرده است. هر سه ساختار دارای باند فرکانسی کاری وسیع از 1.8ghz تا 6.0ghz می باشند. همچنین تقویت کننده کم نوفه، میکسر فرکانسی و سرنخست حاصل از ترکیب آن دو از منبع ولتاژ تغذیه 1.2v، به ترتیب 5.3mw، 3.96mw و 5.4mw توان مصرف می کنند.د.