دندن، وانغ جون، وانغ لين

(كلية هندسة المعلومات، جامعة جنوب غرب العلوم والتكنولوجيا، ميانيانغ 621010، الصين)

في ظل ظروف من القوة الثابتة، تجاهل تقليديا من خلال النظر في بوابة الطفيلية المقاومة والسعة آثار خارجي مكبر للصوت الضوضاء الضوضاء، وتعبيرات يعادل نموذج إشارة صغيرة مجتمعة مكبر للصوت منخفض الضوضاء (LNA)، ويستمد هذا الرقم الضوضاء، تحت يقترح شروط طريقة السلطة المستمر الضوضاء الأمثل. في حين أن الطرق الأمثل الضوضاء اقترحت محاكاة نظرية MATLAB، والمحاكاة التحقق من النتائج النظرية في مجال البرمجيات ADS.

قوة ثابتة، منخفضة الضوضاء مكبر للصوت، الضوضاء، الأمثل

CLC: TN386.1

كود الوثيقة: A

DOI: 10.16157 / j.issn.0258-7998.2017.02.003

شكل الاقتباس الصيني: دندن وانغ وانغ لين. الأمثل CMOS أساس انخفاض مستوى الضجيج قوة الضوضاء مكبر للصوت ثابت التكنولوجيا الالكترونية، 2017،43 (2): 22-25.

الإنجليزية شكل الاقتباس: وانغ دندن، وانغ جون، وانغ لين. CMOS منخفضة مكبر للصوت الضوضاء معامل الضوضاء الأمثل الحساب على أساس استهلاك الطاقة ثابت .Application من تقنيات الالكترونية، 2017،43 (2): 22-25.

0 مقدمة

في جهاز الاستقبال اللاسلكي في مكبر للصوت منخفض الضوضاء (LNA) أداء الضوضاء جيدة أو سيئة له تأثير حاسم على المعدات النظام بأكمله، في إنتاج التطبيقات والتكنولوجيا CMOS هو تركيز الجهود لتصميم LNA الضجيج والضوضاء صغيرة جدا الأساليب الأمثل . LNA لتحسين الرقم الضوضاء حول أسلوب التحليل لديه الكثير من المؤلفات البحثية تحليل متعمق لهذه التكنولوجيا LNA الأمثل، ولكنه يتجاهل تأثير بوابة المقاومة الطفيلية من الضوضاء. وثيقة يشير إلى الرقم الضوضاء والقوة لتتناسب مع تقنيات التحسين مع الأخذ بعين الاعتبار، ولكن تجاهل البوابة البوابة الحث ولدت الضوضاء، والعلاقة بين تمثيل دقيق الضوضاء. من أجل ضمان قوة ثابتة في ظل ظروف LNA يمكن أن يكون أداء الضوضاء ممتاز، ونحن نقدم السعة الإضافية والمقاومة الطفيلية من البوابة، وفقا لنظرية الضوضاء، ويتم اشتقاق الرقم الضجيج تعبيرات يقترح صغير نموذج الدائرة إشارة في ظل حالة من القوة الثابتة ضجيج الطرق الرقم الأمثل. هذا النهج له أهمية واضحة لتعظيم الاستفادة LNA الضوضاء في ظل ظروف معينة من التصميم. في نفس الوقت كانت الطرق الأمثل الضوضاء المقترحة MATLAB نظرية المحاكاة، والنتائج النظرية هي في ADS محاكاة البرمجيات.

1 LNA الأمثل الضوضاء

LNA إشارة مصدر الضوضاء نموذج الدائرة المكافئة هو مبين في الشكل 1 القطب فصله، إلى الذي المقاومة بوابة النمو الحقيقي والسعة الطفيلية الخارجية Cex. وبوابة مغو إل جي الطفيلية المقاومة بوابة النمو الحقيقي في تحسين نوعية عامل كيو إس الدائرة أيضا الزيادات، لا بد من الضوضاء لديهم ميل إلى زيادة، ولكن في الطاقة المنخفضة القيود تطبق على إحداث السعة Cex ، بحيث مطابقة مقاومة وضوضاء أثناء تحقيق . لذلك، عندما استهلاك الطاقة ثابت، من أجل تحقيق تحسين الاستفادة المثلى من هذا الرقم الضوضاء وباب الحث الطفيلية والمقاومة من بوابة في الشكل تأثير الضوضاء ينبغي أن تنعكس.

ويعرف عامل الضوضاء على النحو التالي: نسبة قوة انتاج الطاقة الضوضاء والضجيج الناتج الإجمالي الناجم عن مصدر الضوضاء المدخلات ، وهي:

وظيفة نقل إدراجها هنا (j) و (j) للدلالة على مصدر الضوضاء ومصدره وبوابة بسبب العلاقة بين الناتج مصدر الضوضاء والعلاقة بين الإنتاج بسبب ذلك، وذلك باستخدام جم (j) عن مكاسب انتقال الترانزستور. وظيفة نقل بوابة المصدر معاملات الارتباط الضوضاء، من صيغة (1) يمكن تعديلها على النحو التالي:

عند حدوث الرنين LNA، ويمكن الحصول على التعبير وظيفة نقل من خلال نموذجها الضوضاء إشارة صغيرة. الرنين عندما 0Ct (LS + جي) = 1، حيث ط = كلية الدراسات العليا + Cex. وفقا لذلك، يمكن الحصول على وظيفة التعبير نقل على النحو التالي:

بواسطة الصيغة (4) يمكن أن ينظر إليه، والسلطة الضوضاء الناجمة عن مصدر الضوضاء هو ثابت التناسب، ويعتمد على البوابة سق VGT الجهد = VGS-VT، حيث VT هو الجهد عتبة الترانزستور. في عملية استخلاص عامل الضوضاء، فمن الممكن لجعل بعض التعاريف: D = روبية + النمو الحقيقي + gmLs / ط م، اللفتنانت = ليرة سورية + إل جي، R = النمو الحقيقي + R و كيو إس = 0Lt / R، ان هذه الصيغة (4)، (5 )، صيغة (6) الكتابة هي بسيطة، وهي:

منذ الترانزستورات اثنين ترتبط مصادر الضوضاء، وفقا لمفهوم معامل الارتباط، (2) التي حصل عليها الصيغة:

لأن السلطة الضوضاء والحالية الجهد السلطة لديها مقاومة الضوضاء المرتبطة بها، وبالتالي فإن المعادلة يمكن تعديلها على النحو التالي:

مع الأخذ في الاعتبار العلاقة بين مقاومة تأثير والسعة بوابة الطفيلية من الرقم الضجيج الخارجي الجدارة والترانزستور كيو إس واستهلاك الطاقة، ويمكن استنتاجها حيث التعبير النهائي عن هذا الرقم الضوضاء:

2 نتائج وتحليل

مع (1)، طوبولوجيا الأساسي للدراسة، استخدام برامج ADS وMATLAB كمنصة تصميم المحاكاة. التي الضوضاء المعلمات نموذج إشارة غير: تردد: و = 2.5 غيغاهرتز، DC الجهد: VDD = 1.8 V، والجهد قوة سرعة التشبع: عزت = 4.7 106V / م، وسرعة تشبع الإلكترون: VSAT = 8.43 104M / ثانية، البوابة مربع البولي سيليكون القطب قيمة المقاومة: RSQ = 10 / متر مربع، عرض البوابة: WF = 2.5 ميكرون، وفعالة طول القناة الترانزستور: L = 0.16 ميكرون، بوابة المصدر السعة: Cgs1 الجبهة الوطنية، المعلمات العملية: = 2 / 3، = 4/3، ج = j0.395، مصدر الحث: LS2 نيو هامبشاير، بوابة إجمالي السعة Ct3 الجبهة الوطنية، DC استهلاك الطاقة: PD = 50 ميغاواط، بوابة دوامة مغو عامل الجودة: Qind = 35.

FIG 2 هو الرقم الضوضاء دائرة مدخل الجدارة مع تغيير في شروط قوة ثابتة. يوضح الشكل، عند النظر في مقاومة بوابة الطفيلية، ويتم احتساب الرقم الضجيج مقارنة بغير بوابة ممانعات الطفيلية قد خفضت، منذ السعة إضافية والمقاومة بوابة الطفيلية، ومقاومة الترانزستور بوابة توازن نفسها من الضوضاء ضجيج، في حين أن السعة الإضافية بحيث تكون قيمة مصدر الحث يصبح أصغر، مما يقلل من الضوضاء، في حين أن تنفيذ الضوضاء ومقاومة مطابقة.

FIG 3 هو نتيجة محاكاة كيو إس = 3.3. وكما يتبين من الشكل، عندما تردد 2.5 غيغاهرتز، LNA فقدان الدخل العائد S11 هو -32،718 ديسيبل، وفقدان العودة في -10 ديسيبل، وفيما يلي متطلبات التصميم الهندسي المشتركة. مكاسب انتقال إلى الأمام من 14،167 ديسيبل. للتحقق من كيو إس = 3.3 عندما حقق الرقم الضوضاء عندما تكون قيمة الحد الأدنى LNA في محيط 3.3 كيو إس ينفذ محاكاة باستخدام المحاكاة ADS، بيانات المحاكاة التي تم الحصول عليها كما هو مبين في الشكل.

FIG يظهر 4 الضوضاء مقابل التردد قيم كيو إس في ظل ظروف مختلفة. وكما يتبين من الشكل، مختلفة كيو إس، الرقم ضجيج مختلف، أي في نفس التردد زيادات كيو إس القائمة على عامل زيادة الحد الأدنى من الضوضاء وفقا لذلك، مع الاعتماد التحيز، كيو إس في الوقت نفسه تعويض، ويزيد من تردد في نسبة خطية إلى زيادة في والتردد التابع. كما التحقق من الرقم الضوضاء كذلك الأمثل النتائج النظرية التعبير في ظل ظروف من القوة الثابتة المقترح هو الصحيح.

3 الخاتمة

LNA أساس نموذج الضوضاء إشارة صغيرة، استنادا إلى الأساس النظري من الضوضاء، ويستمد هذا الرقم الضوضاء هذا التعبير من الدائرة إشارة صغيرة، مع الأخذ بعين الاعتبار المقاومة الطفيلية بوابة وبوابة مقاومة حثي على شروط قوة ثابتة والخارجي ضوضاء تأثير معامل السعة، الضوضاء الرقم المقترح في الظروف ثابت قوة الأسلوب الأمثل. النتائج وفي الوقت نفسه ADS محاكاة النتائج النظرية يتم التحقق جيدا، لإثبات صحتها. هذه الطريقة في توجيه أهمية لتصميم LNA إلى الرقم الضوضاء الأمثل.

مراجع

LI J، HASAN S M R.Design وتحليل أداء 866 ميغاهيرتز المنخفضة للطاقة محسنة CMOS LNA لUHF RFID المعاملات .IEEE على الإلكترونيات الصناعية، 2013،60 (5): 1840-1849.

LAI M T، TSAO H W.Ultra الطاقة المنخفضة تتالي CMOS LNA مع ردود فعل إيجابية والأمثل التحيز المعاملات .IEEE على نظرية ميكروويف وتقنيات، 2013،61 (5): 1934-1945.

مين كونغ، يينغ تشانغ لينغ، وآخرون أدنى مستوى له في السلطة CMOS LNA طريقة الأمثل جامعة نانجينغ للبريد والاتصالات والتكنولوجيا: العلوم الطبيعية الطبعة، 2015،35 (1): 114-118.

إيفاريست W T، ADOLPHE M I، DANIEL T، وآخرون al.Noise تعظيم الاستفادة من طرفي أمام قراءات في تكنولوجيا CMOS مع الدوائر PS .Asian مجلة العلوم التطبيقية، 2015،2 (5): 752-761.

SHAEFFER D K، LEE T H.A 1.5-V، 1.5 غيغاهرتز CMOS منخفضة مكبر للصوت الضوضاء .IEEE مجلة الدوائر الحالة الصلبة، 1997،32 (5): 745-759.

نغوين T K، C KIM H، G IHM J، al.CMOS آخرون انخفاض مستوى الضجيج تقنية تصميم مكبر للصوت الأمثل .Circuits ونظم، 2004.Mwscas '04. وعام 2004، الغرب الأوسط ندوة on.2004: I-185-8.

GOO J S، H AHN T، LADWIG D J، وآخرون al.A تقنية الأمثل الضوضاء لمكبرات الصوت المتكاملة منخفضة الضوضاء .IEEE مجلة الدوائر الحالة الصلبة، 2002،37 (8): 994-1002.

DENG Z، NIKNEJAD A M.On الأمثل ضجيج CMOS شيوعا المصدر مكبرات الصوت منخفض الضوضاء .Circuits وأنظمة I منتظم المعاملات أوراق IEEE على، 2011،58 (4): 654-667.

KIM T S، KIM B-S.Post الخطية من CMOS cascode منخفضة الضوضاء مكبر للصوت باستخدام مطوية PMOS IMD الغطاس .IEEE ميكروويف والآداب مكونات لاسلكية، 2006،16 (4): 182-184.

الرقم الضوضاء ليو، ضوضاء منخفضة مكبر للصوت وانغ .CMOS الأمثل تكنولوجيا الاتصالات، 2011،43 (10): 121-125.