طراحی تقویت کننده کم نویز به منظور افزایش حاصلضرب بهره در پهنای باند

یکی از بلوک های چالش برانگیز گیرنده های رادیویی تقویت کننده کم نویز است که در عملکرد گیرنده تاثیر به سزایی دارد. تقویت کننده کم نویز اولین بلوک بهره در مسیر سیگنال است که سیگنال ضعیف دریافت شده از آنتن را تقویت و به طبقه بعد منتقل می کند. مهم ترین وظیفه این بلوک تامین بهره کافی و کارآمد با حداقل نویز ممکن است. علاوه بر این، تطبیق امپدانس، توان مصرفی، خطسانی، پهنای باند، مساحت تراشه و ... از جمله پارامترهای دیگری هستند که باید هنگام طراحی مد نظر قرار گیرند. پارامترهای مذکور با هم در مصالحه هستند. لذا برای برآوردن اهداف طراحی انتخاب مناسب توپولوژی مدار بسیار اهمیت دارد. ‎در این مقاله، ضمن بررسی ساختار ها و روش های رایج در طراحی تقویت کننده کم نویز و برشمردن مزایا و معایب آنها یک تقویت کننده کم نویز پیشنهاد می شود که دارای پهنای باند 3.1GHz تا 10.6GHz بوده و قابلیت کار در سیستم های فراپهن باند را دارد. تقویت کننده کم نویز پیشنهادی ضمن برقراری مصالحه بین پارامترهای تطبیق امپدانس، بهره، توان مصرفی و نویز به بهترین مقدار حاصلضرب بهره در پهنای باند دست خواهد یافت. تقویت کننده پیشنهادی از سه طبقه تشکیل شده است. در طراحی طبقه اول از ترکیب ساختار پوش-پول استفاده شده است. در طبقه دوم نیز از ساختار کسکود با طبقه میانی و سلف های shunt-peaking و series-peaking بهره گرفته شده است. برای افزایش بیشتر بهره، در طبقه سوم از یک تقویت کننده سورس مشترک با تکنیک shunt ‎peaking بهره گرفته شده است. مدار پیشنهادی در نرم افزار ADS با تکنولوژی 130 نانومتر شبیه سازی شده و نتایج مطلوب آن ارایه شده است. هم چنین روابط مربوط به امپدانس ورودی، بهره سیگنال کوچک و نویز ورودی اثبات و بررسی می شود.

کلیدواژه ها:

طراحی ، تقویت کننده کم نویز ، فراپهن باند ، حاصلضرب بهره-پهنای باند