طراحی و آنالیز گیرنده فرا پهن باند غیرهمدوس

در این رساله طراحی و تحلیل بخش آنالوگ گیرنده غیرهمدوس uwb مبتنی بر آشکارسازی انرژی در سطح سیستمی و مداری ارائه می شود. اثرات غیر ایده آل بلوکهای گیرنده به منظور دست یابی به مشخصات فنی طراحی، در شبیه سازی سیستمی با سیمولینک matlab مورد توجه قرار گرفته است. در ota مقادیر iip3 و توان مصرفی مورد نیاز برابر dbm15 و mw2 است. همچنین در مربع کننده iip3، توان مصرفی و بهره در ber 3-10 به ترتیب برابر dbm15، mw3 و db10 است. در طراحی ota از ساختار مبتنی بر سلول گیلبرت، به منظور بالا بردن ضریب رسانایی و خطی-سازی استفاده شده است. اعوجاج هارمونیکی این ota بصورت تحلیلی توسط بسط تیلور بررسی و با سایر otaها مقایسه شد. برای بهبود خطسانی مدار از تکنیک جمع آثار مشتقات استفاده شده که در این روش از ترانزیستور کمکی nmos به صورت ترانزیستورهای چند گیتی به منظور افزایش iip3 استفاده شده است. استفاده از این روش باعث بهبود iip3 به dbm5/20 گردید. همچنین روشی جدید برای کاهش حساسیت iip3 به ولتاژ گیت-سورس، توسط دو ترانزیستور کمکی ارائه گردیده است. در مربع کننده برای حذف همزمان اعوجاجهای هارمونیکی مرتبه دو و سه، از یک ترانزیستور کمکی pmos استفاده شده است. ترانزیستور اصلی در وارونگی قوی بایاس شده است، اگر ترانزیستور pmos در وارونگی ضعیف بایاس شود، gm آن قله ای منفی خواهد داشت. اگر اندازه ترانزیستور کمکی و بایاس آن به طور مناسب انتخاب شوند، به طور همزمان می توان اعوجاج هارمونیکی مرتبه دو و سه را حذف کرد. کارایی این تکنیک خطی سازی با آنالیز ولترا بررسی شده است. این تکنیک باعث بهبود db5 و db15 در iip3 و iip2 گردیده و مقدار نهایی آنها به dbm22 و dbm95 رسیده است. برای رفع حساسیت iip2 به ولتاژ گیت-سورس از دو ترانزیستور کمکی دیگر استفاده شده است؛ ترانزیستور کمکی nmos در وارونگی ضعیف و ترانزیستور کمکی pmos در وارونگی قوی بایاس شده است. این امر باعث شد که iip2 در ولتاژ گیت-سورس 0/745 تا 0/76 به مقدار dbm95 بهبود یابد. اثر شکل پالس ارسالی، iip3 و نوع کانال در عملکرد گیرنده به صورت سیستمی شبیه سازی شد. استفاده از ota و مربع کننده بهبود یافته، ber کلی گیرنده را از 2-10*3 به 4-10*6 بهبود داد.