طراحی و شبیه سازی تقویت کننده کم نویز کم مصرف برای کاربردهای رادیوشناختی

رادیو شناختی یک سیستم ارتباطی بیسیم فوق العاده پهن باند است که قابلیت استفاده بهینه از طیف فرکانسی موجود را دارد. برای تحقق چنین سیستمی نیاز به یک تقویت کننده کم نویز با پهنای باند بسیار پهن (از mhz 50 تا ghz 10) می باشد. در این کار یک تقویت کننده کم نویز کم مصرف بسیار پهن باند طراحی شده که دارای ساختار شبه تفاضلی و سلف فعال است. بکارگیری مدارهای فعال مبتنی بر فناوری cmosکه رفتار سلفی از خود نشان می دهند به عنوان سلف فعال، علاوه بر افزایش پهنای باند تقویت کننده و کاهش سطح تراشه، دارای بهره ذاتی بوده و به علت داشتن ضریب کیفیت بالا، قابلیت تنظیم اندوکتانس و فرکانس را نیز دارا می باشد. در این مقاله با اتصال ضربدری دو سلف فعال متشکل از توپولوژی گیت مشترک، یک تقویت کننده کم نویز فوق پهن باند برای این سیستم، طراحی شده است. این ساختار علاوه بر افزایش پهنای باند فرکانسی، به علت شرایط شبه تفاضلی، با افزایش هدایت انتقالی ترانزیستورها، علاوه بر کاهش توان مصرفی، سبب کاهش عدد نویز مدار می شود. نتایج شبیه سازی با تکنولوژی µmcmos0.18 نشان می دهد که در گستره فرکانسی از mhz50 تا ghz10، این ساختار دارای تطبیق ورودی در کل طیف فرکانسی، و بهتر از db10، تغییرات بهره ولتاژ از db 16.195، تغییرات عدد نویز از db7-3 و نقطه تقاطع مرتبه سوم dbm6.7 را با توان مصرفی mw9.29 ارائه می دهد که برای تحقق سیستم رادیو شناختی نظامی کاملا قابل قبول است.

Design and Simulation of Low Power Low Noise Amplifier For Cognitive Radio Applications

Cognitive radio is well known as an ultrawideband communication system that intelligently optimizes the available frequency spectrum by implementing the dynamic spectrum monitoring method. The receiver of such a system requires an ultrawideband low noise amplifier (from 50 MHz to 10 GHz). In this work, a low power ultrawideband low noise amplifier is proposed by quasidifferential structure and active inductors. Using active circuits as inductors, in addition to expanding the amplifier bandwidth and reducing the chip area, have an inherent gain and due to their high quality factor, have the ability to adjust the inductance and frequency. In addition, the quasidifferential structure increases the transconductance of transistors and reduces both power consumption and noise figure of this circuit. The simulation results in a 0.18 micro;m CMOS process show that the proposed LNA achieved NF changes 37 dB and input matching less than 10 dB in the 0.0510 GHz band. The voltage gain changes from 16.519 dB and thirdorder intercept point is 6.7 dBm. The power consumption of the main circuit is 1.98 mW with 1.8 V power supply.