اخبار و اعلانات

 آمار

تعداد نشریات38
تعداد شماره‌ها1,260
تعداد مقالات9,131
تعداد مشاهده مقاله8,464,425
تعداد دریافت فایل اصل مقاله5,164,899
بیجاری, ابوالفضل, زندیان, سلمان. (1398). تقویت‏ کننده کم ‏نویز- میکسر سی‏ ماس با عدد نویز کم و بهره تبدیل بالا برای کاربردهایWLAN. پدافند الکترونیکی و سایبری, 6(2), 19-31.
ابوالفضل بیجاری; سلمان زندیان. "تقویت‏ کننده کم ‏نویز- میکسر سی‏ ماس با عدد نویز کم و بهره تبدیل بالا برای کاربردهایWLAN". پدافند الکترونیکی و سایبری, 6, 2, 1398, 19-31.
بیجاری, ابوالفضل, زندیان, سلمان. (1398). 'تقویت‏ کننده کم ‏نویز- میکسر سی‏ ماس با عدد نویز کم و بهره تبدیل بالا برای کاربردهایWLAN', پدافند الکترونیکی و سایبری, 6(2), pp. 19-31.
بیجاری, ابوالفضل, زندیان, سلمان. تقویت‏ کننده کم ‏نویز- میکسر سی‏ ماس با عدد نویز کم و بهره تبدیل بالا برای کاربردهایWLAN. پدافند الکترونیکی و سایبری, 1398; 6(2): 19-31.

تقویت‏ کننده کم ‏نویز- میکسر سی‏ ماس با عدد نویز کم و بهره تبدیل بالا برای کاربردهایWLAN

الکترومغناطیس کاربردی
مقاله 3، دوره 6، شماره 2 - شماره پیاپی 17، دی 1397، صفحه 19-31    اصل مقاله (1.86 M)
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
نویسندگان
ابوالفضل بیجاری* 1؛ سلمان زندیان2
1گروه الکترونیک، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه بیرجند، ایران
2گروه الکترونیک، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر، دانشگاه بیرجند
تاریخ دریافت: 04 مهر 1397،  تاریخ بازنگری: 04 فروردین 1398،  تاریخ پذیرش: 28 خرداد 1398 
چکیده
در این مقاله یک تقویت‏کننده کم‏نویز- میکسر ترکیب‏شده برای کاربرد در شبکه‏های محلی بی‏سیم (WLAN) ارائه می‏شود. تقویت‏کننده کم‏نویز- میکسر پایین‏بر پیشنهادشده در باند فرکانس رادیویی (RF) GHz 3-2 و فرکانس میانی (IF)MHz  100 با استفاده از فناوری µm CMOS 18/0 و مدل شرکت TSMC طراحی شده است. در مدار پیشنهادی، برای دست­یابی به تطبیق امپدانس ورودی مناسب، یک شبکه تطبیق جدید در ورودی تقویت‏کننده کم‏نویز (LNA) سورس‏مشترک معرفی می‏شود. همچنین، استفاده از بار فعال و روش تزریق جریان در میکسر باعث بهبود بهره‏ تبدیل و عملکرد نویز مدار می‏شود. مدار تقویت‏کننده کم‏نویز- میکسر پیشنهادی با استفاده از نرم‌افزار ADS شبیه‏سازی شده است. نتایج شبیه‏سازی مداری، مجزاسازی بالا میان درگاه‏ها، بهره تبدیل بالا (CG) در حدود dB 17-15 و عدد نویز (DSB-NF) پایین dB 5/0±4 را نشان می‏دهد. برای بررسی اثر تغییرات فرآیند ساخت بر عملکرد مدار پیشنهادی، شبیه‏سازی مونت‌کارلو با 100 مرتبه تکرار انجام شده است. نتایج شبیه‏سازی مقدار میانگین dB 7/15 با انحراف معیار dB 11/0 را برای بهره تبدیل و مقدار میانگین dB 4/7 با انحراف معیار dB 37/0 را برای عدد نویز نشان داده و حساسیت پایین آن‏ها را به تغییرات ساخت تایید می‏کنند. توان‌ مصرفی تقویت‏کننده کم‏نویز- میکسر پیشنهادی mW 8/19 از ولتاژ تغذیه V 5/1 است‌‌.
کلیدواژه‌ها
تقویت‏کننده کم‏نویز؛ میکسر؛ بهره تبدیل؛ عدد نویز؛ تطبیق ورودی
عنوان مقاله [English]
Low Noise Figure and High Conversion Gain CMOS LNA-Mixer for WLAN Applications
نویسندگان [English]
Abolfazl Bijari1؛ Salman Zandian2
1Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran.
2Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Birjand, Birjand, Iran,
چکیده [English]
This paper presents a merged low noise amplifier (LNA) and mixer for wireless local area networks (WLANs) applications. The proposed down-conversion LNA-mixer is designed for 2-3 GHz radio frequency (RF) band and an intermediate frequency (IF) of 100 MHz using RF-TSMC CMOS 0.18 μm technology. A new input matching network is introduced for common source LNA to provide good input matching. In addition, the conversion gain (CG) and noise performance of the LNA-mixer are improved by employing an active load and current bleeding technique in the mixer. The proposed LNA-Mixer has been simulated by Advanced Design System (ADS). Simulation results show the high conversion gain of 15–17 dB and low double side-band noise figure (DSB-NF) of 4±0.5 dB as well as high isolation between ports at frequency band of 2-3 GHz. Monte Carlo simulations has been done for the proposed LNA-mixer with 100 samples to verify the impact of process variations and mismatch. For the conversion gain and for DSB-NF, simulation results show respectively a mean (μ) of 15.7 dB with standard deviation (σ) of 0.11 dB, and μ=7.4 dB with σ=0.37 dB and confirm their low sensitivity to process variations. The proposed LNA-Mixer operates at the supply voltage of 1.5 V with power consumption of 19.8 mW.
کلیدواژه‌ها [English]
Low noise amplifier, Mixer, Conversion gain, Noise figure, Input matching
مراجع

[1] T.-A. Phan, C.-W. Kim, M.-S. Kang, S.-G. Lee, and C.-D. Su, “Low noise and high gain CMOS down conversion mixer,” in International Conference on Communications, Circuits and Systems, ICCCAS 2004. 2004, pp. 1191-1194.
[2] P. Qin and Q. Xue, “Compact wideband LNA with gain and input matching bandwidth extensions by transformer,” IEEE Microwave Wireless Component Letter., Vol. 27, No. 7, pp. 657-659, 2017.

[3] M. Vigilante and P. Reynaert, “On the Design of Wideband Transformer-Based Fourth Order Matching Networks for E-
Band Receivers in 28-nm CMOS,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 52, No. 8, pp. 2071-2082, 2017.
[4] Z. Li “Low-noise and high-gain wideband LNA with gm-boosting technique,” Electronics Letters, Vol. 49, No. 18, pp. 1126-1128, 2013.
[5] G. L. Yang, F. Liu, A. Muhammad, and Z. Wang, “30–50 GHz high-gain CMOS UWB LNA,” Electronics Letters, Vol. 49, No. 25, pp. 1622-1623, 2013.
[6] S. Woo, W. Kim, C.-H. Lee, H. Kim, and J. Laskar, “A wideband low-power CMOS LNA with positive–negative feedback for noise, gain, and linearity optimization,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 60, No. 10, pp. 3169-3178, 2012.
[7] S. S. JO, “A CMOS Broadband Low-Noise Mixer With noise Cacellation,” IEEE Transaction on Microwave Theory and Techniques, Vol. 58, No. 5, 2010.
[8] H. Li, A. M. El-Gabaly, and C. E. Saavedra, “A Low-Power Low-Noise Decade-Bandwidth Switched Transconductor Mixer With AC-Coupled LO Buffers,” IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, Vol. 65, No. 2, pp. 510-521, 2018.
[9] Y. Kong and N. Yan, “High gain and low flicker noise down-conversion mixer applied in 24GHz FMCW radar,” in 2018 IEEE MTT-S International Wireless Symposium (IWS), Chengdu, 2018, pp. 1-4.
[10] D.-H. Seo, J.-Y. Lee, and T.-Y. Yun, “Active and passive combined mixer for low flicker noise and low dc offset,” IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 25, No. 7, pp. 463-465, 2015.
[11] D. Seo, J. Lee and T. Yun, "Active and Passive Combined Mixer for Low Flicker Noise and Low dc Offset," in IEEE Microwave and Wireless Components Letters, Vol. 25, No. 7, pp. 463-465, July 2015.

[12] H. Mirzaie, H. Shamsi, S. Sheikhaei and S. Gholami, “A new high linearity LMV based receiver front-end for IEEE 802.15. 4 applications.” 19th Iranian Conference on Electrical Engineering. IEEE, 2011, Tehran, pp. 1-4.
[13] B. Hu, X. Yu, and L. He, “A Gm-boosted and current peaking wideband merged LNA and mixer,” in Ultra-Wideband (ICUWB), 2010 IEEE International Conference on, 2010, Vol. 1, pp. 1-4.
[14] M. Abdelghany, R. Pokharel, H. Kanaya, and K. Yoshida, “Low-voltage low-power combined LNA-single gate mixer for 5GHz wireless systems,” in Radio Frequency Integrated Circuits Symposium (RFIC), 2011 IEEE, 2011, pp. 1-4.
[15] A. Amer, E. Hegazi, and H. F. Ragaie, “A 90-nm Wideband Merged CMOS LNA and Mixer Exploiting Noise Cancellation,” IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 42, No. 2, pp. 323–328, 2007.
[16] C. Wang and C. Du, “A CMOS 3.1-10.6 GHz Merged UWB LNA and Mixer,”2008 4th International Conference on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing, 2008.
[17] W.-K. Chong, H. Ramiah, G.-H. Tan, N. Vitee, and J. Kanesan, “Design of ultra-low voltage integrated CMOS based LNA and mixer for ZigBee application,” AEU - International Journal of Electronics and Communications, Vol. 68, No. 2, pp. 138–142, 2014.
[18] A. I. A. Galal, M. A. Abdelghany, R. K. Pokharel, H. Kanaya, and K. Yoshida, “A low power low flicker noise merged balun LNA and mixer for 5.2GHz wireless LAN receivers,” TENCON 2010 - 2010 IEEE Region 10 Conference, 2010, pp. 1517-1520.
[19] M. Khurram and S. M. R. Hasan, “A 3–5 GHz current-reuse gm-boosted CG-LNA for ultra wideband in 130 nm CMOS”, in IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, Vol. 20, No. 3, pp. 400-409, 2012.
[20] C. T. Fu, C.N. Kuo and S. Taylor, “Low-noise amplifier design with dual reactive feedback for broadband simultaneous noise and impedance matching”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 58, No. 4, pp. 795-806, 2010.
[21] Y. S. Lin and., “Analysis and design of a CMOS UWB LNA with dual-RLC-branch wideband input matching network”, in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 58, No. 2, pp. 287-296, 2010.
[22] F. Chen, W. Zhang, W. Rhee, J. Kim, D. Kim and Z. Wang, “A 3.8-mW 3.5–4-GHz regenerative FM-UWB receiver with enhanced linearity by utilizing a wideband LNA and dual bandpass filters”, in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 61, No. 9, pp. 3350-3359, 2013.
[23] M. Battista, J. Gaubert, M. Egels, S. Bourdel and H. Barthelemy, “6–10 GHz ultra-wideband CMOS LNA”, Electronics Letters, Vol. 44, No. 5, pp. 343-345, 2008.
[24] D. Cassan and J. Long, “A 1-V transformer-feedback low-noise amplifier for 5 GHz wireless LNA in 0.18-μm CMOS”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 38, No. 3, pp. 427-435, 2003.
[25] X. Guan, C. Huynh and C. Nguyen, “Design of a 0.18-μm CMOS resistive shunt feedback low-noise amplifier for 3.1–10.6-GHz UWB receivers”, 2011 International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, Houston, USA, 2011, pp. 1-2.
[26] J. Borremans, P. Wambacq, C. Soens, Y. Rolain and M. Kuijk, “Low-area active-feedback low-noise amplifier design in scaled digital CMOS”, in IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 43, No. 11, pp. 2422-2433, 2008.
[27] A. Bevilacqua and A. Niknejad, “An ultra-wideband CMOS low-noise amplifier for 3.1-10.6-GHz wireless receivers”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 39, No. 12, pp. 2259-2268, 2004.
[28] S. Asgaran, M. Deen and C. Chen, “Design of the input matching network of RF CMOS LNAs for low-power operation”, IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers, Vol. 54, No. 3, pp. 544-554, 2007.
[29] M. Takbiri, A. Bijari and S. M. Razavi, “A Fully Differential CMOS Low-Noise Amplifier With Low Noise Figure and High Power Gain For Ultra-Wideband Applications”, Journal of Applied Electromagnetics, Vol. 3, No. 4, pp. 47-56, 2017. (In Persian).
[30] H. K. Chen, Y. S. Lin and S. S. Lu, “Analysis and design of a 1.6–28-GHz compact wideband LNA in 90-nm CMOS using a -match input network”, in IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 58, No. 8, pp. 2092-2104, 2010.
[31] B. Razavi and R. Behzad,RF microelectronics. Prentice Hall, New Jersey, 1998.

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 850
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 736