طراحی بلوک تقویت کننده ی کم نویز کم توان با کاربرد در شبکه های حسگر بی سیم

از آغاز هزاره ‏ی سوم، شبکه های حسگر بی سیم از جنبه های تحقیقاتی و صنعتی موردتوجه بسیاری قرارگرفته اند. به طورکلیwsn ها به صورت شبکه ای از گره های حسگر تعریف می شوند که می توانند با همکاری همدیگر اطلاعات محیطی را حس کنند و حتی ممکن است با بکارگیری تعامل مابین اشخاص، کامپیوترها و محیط زیست، محیطی را تحت کنترل داشته باشند. این حسگرها قادرند تحت استانداردهای مختلفی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند. از آنجایی که مصرف انرژی در حسگرهای بی سیم از مهمترین مسائل محسوب می شود و طول عمر مفید شبکه نیز به همین امر بستگی دارد، بنابراین استاندارد zigbee با هدف سادگی هر چه بیشتر شبکه، نرخ انتقال اطلاعات پایین و برد انتقال کم به منظور رسیدن به توان مصرفی خیلی پایین طراحی شده است به طوری که گره ها بتوانند به مدت چندین سال بدون نیاز به تعویض باتری کار کنند. در این پایاننامه هدف، طراحی بلوک تقویت کننده ی کم نویز کم توان با کاربرد در شبکه های حسگر بی سیم می باشد. تطبیق امپدانس مناسب در ورودی و خروجی تقویت کننده، نویز‏فیگر پائین، خط‏سانی خوب و نیز بهره ی معقول تقویت کننده به همراه مصرف توان پائین آن از چالش های مهم طراحی بلوک تقویت کننده ی کم نویز به شمار می روند که جزء اهداف ما در این طراحی می باشند. همچنین کاهش سلف‏ها در طراحی باعث کاهش سطح اشغال شده توسط تراشه و درنتیجه کاهش هزینه ی ساخت می گردد. که در کنار توان مصرفی کم، یکی از مهمترین چالش های طراحی گره های حسگر بی سیم می باشد؛ و در این پروژه نیز مورد توجه خواهد بود. اکثر تقویت کننده های کم نویز بر پایه ی دو ساختار اساسی گیت مشترک و سورس مشترک طراحی می شوند که هرکدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. تقویت کننده ی گیت مشترک به دلیل بهره ی طبقه ی ورودی کمتر، نسبت به تقویت کننده ی سورس مشترک دارای خطینگی بهتری می باشد. همچنین امکان دسترسی به ترمینال گیت در ساختارهای گیت مشترک و اعمال سیگنال به این نود با استفاده از تکنیک gm-boost این ساختارها را برای کاربردهای کم توان مناسب می کند. ما در این پایاننامه از ساختار گیت مشترک برای طراحی تقویت‏کننده‏ی کم نویز استفاده کردیم. با اعمال خازن های اتصال ضرب دری گیت و بدنه و تکنیک ارائه شده‏ی فیدبک منفی توانستیم توان مدار را تا حد قابل توجهی کاهش دهیم. همچنین با استفاده از تکنیک افزایش پهنای باند توانستیم بدون استفاده از سلف فرکانس ghz4/2 برای استاندارد zigbee را پوشش دهیم. در نتیجه سایز تراشه و هزینه ی ساخت به صورت قابل ملاحظه ای کاهش یافته است. مدار ارائه شده در این پایاننامه در تکنولوژی0.18?m tsmc rf cmos توسط نرم افزار spectre rf شبیه سازی شده و سپس layout مربوط به طرح نیز در همین نرم افزار رسم شده است.