طراحی و ساخت یک گیرنده شناسه گر رادیویی در فرکانس 2/4 گیگاهرتز

با پیشرفت تکنولوژی در دهه های اخیر و افزایش اهمیت مدارهای آنالوگ در سیستم های فرستنده-گیرنده مخابراتی، توجه بسیاری از محققین به طراحی سیستم های آنالوگ جلب شده است. امروزه کاربردهای پیشرفته ای برای فرستنده-گیرنده های مخابراتی تعریف شده است که این کاربردها زمینه های تحقیقاتی جدیدی را در دنیا به وجود آورده است. از جمله این کاربردها می توان به شبکه حسگرهای بی سیم و سیستم های شناسه گر فرکانس رادیویی اشاره کرد. یکی از مسائل مهم در طراحی این گونه سیستم ها مسأله توان مصرفی آن ها می باشد چرا که منبع تغذیه این سیستم ها می بایست از چند ماه تا چند سال عمر مفید داشته باشد و نیاز به تعویض نداشته باشد. این مسأله به یکی از مهمترین دغدغه های طراحان تبدیل شده به طوری که موسسات رسمی استانداردسازی در دنیا استانداردهای خاصی را برای طراحی این گونه سیستم ها مشخص کرده اند که از جمله آن ها می توان به استاندارد ieee 802.15.4 اشاره کرد. برای استفاده از یک فرستنده-گیرنده با توان مصرفی کم در صنعت، سایر مشخصات فنی آن نیز می بایست مناسب برای کار باشد. در نتیجه طراحی فرستنده-گیرنده های پیشرفته با مشخصه فنی مناسب چالش امروزه مهندسین طراح مدارهای آنالوگ می باشد. در این پایان نامه ابتدا ساختارهای گیرنده های موجود در بازار برای سیستم های شناسه گر فرکانس رادیویی مورد بررسی قرار گرفته اند و در نهایت ساختار lmv برای تحقیقات بیشتر انتخاب شده است. با اعمال تکنیک های فیدبک مثبت، ترانزیستورهای چند گیتی و کاهش ولتاژ منبع تغذیه بر روی ساختار پایه lmv، خطینگی ساختار پایه با حدود db14 بهبود، به عدد dbm1 افزایش یافته و توان مصرفی آن بدون از دست دادن بهره حدودmw7/0 کاهش یافته و به mw3 رسیده که این امر معادل 20% کاهش در توان مصرفی گیرنده می باشد. همچنین با استفاده از یک مدار تطبیق مناسب، عدد نویز گیرنده پیشنهادی نیز با حدود db2 بهبود در مقایسه با ساختار پایه به db8 کاهش یافته است. کلیه شبیه سازی ها در نرم افزار ads انجام شده و از کتابخانه tsmc rf cmos 0.18µm برای طراحی ترانزیستورها استفاده شده است. در پایان نیز یک نمونه گیرنده آزمایشگاهی شامل بلوک های تقویت کننده کم نویز، میکسر، اسیلاتور محلی و فیلتر به صورتی عملی پیاده سازی شده و مشخصات فنی آن مانند توان سیگنال خروجی و بهره استخراج شده است.