طراحي و بهينه‌سازي هوش‌مند تقويت‌كننده كم‌نويز فراپهن‌باند

كارشناسي ارشد

چكيده در اين پايان‌نامه دو هدف اصلي دنبال مي‌شود. هدف اول، طراحي يك تقويت‌كننده كم‌نويز فراپهن‌باند است كه ويژگي‌هاي لازم جهت استفاده در يك سامانه فراپهن‌باند تك‌بانده را داشته باشد. از اين رو از جمله ويژگي‌هاي اصلي آن بايد بازه فركانسي GHz 6/10-1/3، نويز كم‌تر از dB 5، بهره توان متوسط در حد dB 15، توان مصرفي كم‌تر از mW 15 و خطينگي كافي باشد. آن‌چه اين تحقيق را از ديگر كارها متمايز مي‌سازد، ارائه طرحي است كه از نظر سطح مصرفي بهينه‌ باشد؛ روي‌كردي كه در بيش‌تر كارها از آن غافل شده‌اند. جهت دست‌يابي به آن، در اين تحقيق از اثر سلف فعال به جاي سلف غيرفعال روي سطح تراشه كه بيش‌تر از 80 درصد سطح تراشه را اشغال مي‌نمايد، استفاده شده است. هم‌چنين در روند تحقيقات يك ايده جديد جهت حذف مقاومت سري سلف فعال مطرح و ارائه شد. ساختار تقويت‌كننده پيشنهاد شده از نوع مكمل با تغذيه جداگانه بوده كه از نظر نويز و خطينگي عمل‌كرد مطلوبي دارد. فن‌آوري به كار رفته در اين تحقيق CMOS 90 nm با مدل‌سازي كامل عناصر پارازيتي در مدار است. هدف دومي كه در اين تحقيق دنبال شده كاوش روش مناسبي براي بهينه‌سازي مدارهاي الكترونيكي است. نتايج تجربي نشان مي‌دهند كه بدون طراحي دستي مدار، الگوريتم‌هاي بهينه‌سازي با احتمال كم‌تري به نتايج مطلوب مي‌رسند. الگوريتم به كار رفته الگوريتم ژنتيك بوده كه جزو خانواده الگوريتم‌هاي تكاملي مي‌باشد. در نهايت، مدار تقويت‌كننده كم‌نويز فراپهن‌باند طراحي شده در ميان آخرين گزارش‌ها در مجلات معتبر، از نظر عدد شايستگي تعريف شده رتبه اول را به خود اختصاص مي‌دهد. عمل‌كرد مدار به اين صورت خلاصه مي‌شود: بازه‌ي فركانس كاري GHz 6/10-3، بهره‌ي توان S21 متوسط dB 56/13، عدد نويز متوسط dB 15/3، تطبيق كامل ورودي و خروجي، توان مصرفي mW 2/18، فشردگي در نقطه dBm 95/15- و سطح مصرفي برابر با 2mm 024/0. واژه‌هاي كليدي:الگوريتم‌هاي تكاملي، بهينه‌سازي چندهدفه، تقويت‌كننده كم‌نويز، فراپهن‌باند.

183931

دانشگاه علم و صنعت ايران

برق گرايش الكترونيك

دكتر سيد محمدرضا موسوي ميركلايي