ترجمه روشی جدید برای بهبود IIP2 در میکسرهای مبدل سطح پایین CMOS

توضیحات

 عنوان فارسی: روشی جدید برای بهبود IIP2 در میکسرهای مبدل سطح پایین CMOS

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

A New IIP2 Enhancement Technique for CMOS Down-Converter Mixers

روشی جدید برای بهبود IIP2 در میکسرهای مبدل سطح پایین CMOS

چکیده

طراحی یک میکسر CMOS برای شبکه تلفن سلولی و کاربردهای 3G، بخاطر الزامات شدید در مورد نویز و خطی بودن، مساله‌ای چالش برانگیز است. در این مقاله، یک روش جدید برای بهبود نقطه قطع ورودی مرتبه دوم (IIP2)[1] در میکسرهای مبدل سطح پایین CMOS معرفی شده است. این روش براساس مختل کردن مولفه‌های مدولاسیون داخلی مرتبه دو تولید شده در ترانس‌کنداکتور شبه تفاضلی ورودی، با تزریق یک جریان غیرخطی به میکسر است. از آنجا که این جریان توسط یک حلقه فیدبک با پهنای باند بالا کنترل می‌شود، روش مختل‌سازی می‌تواند در میکسرهای چند استانداردی برای کاربردهای با کانال‌های باند وسیع نظیر UMTS و IEEE802.11 و همچنین GSM مورد استفاده قرار گیرد. یک میکسر CMOS مناسب برای استاندارد UMTS با روش 65 نانومتری طراحی شده است که با منابع کمتر از 1 ولت کار می‌کند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که IIP2 در حالت مشترک و تفاضلی به ترتیب در حدود 22 و 29 دسی‌بل بهبود یافته‌ است، درحالی‌که مدار مختل سازی کمتر از 3/3 میلی‌آمپر جریان مصرف می‌کند. پارامترهای دیگر میکسر نظیر شکل نویز از روش پشنهادی تاثیر نمی‌پذیرند.

کلمات کلیدی: CMOS، میکسر، مدولاسیون داخلی مرتبه دوم (IM2).

1- مقدمه

گیرنده‌های تبدیل مستقیم CMOS بخاطر سطح بالای فشردگی، هزینه پایین و سادگی مداری باند پایه، بطور کلی در ترمینال‌های پیشرفته بی‌سیم مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، چالش‌هایی نظیر مدولاسیون داخلی مرتبه دوم (IM2)[2] و نویز فلیکر در این نوع گیرنده‌ها مشاهده می‌شوند. منبع غالب در IM2 و نویز فلیکر در یک گیرنده تبدیل مستقیم، میکسر مبدل سطح پایین است، چرا که مشارکت تقویت کننده‌های نویز پایین (LNA)[3] توسط تشدیدساز LC باند باریک خروجی‌اش و کوپلینگ ac بین LNA و میکسر، فیلتر شده است.

بطور کلی، یک میکسر سلولی گیلبرت که بصورت دوبل متعادل شده، به همراه ترانس‌کنداکتور فعال برای تبدیل سطح پایین Q و I استفاده می‌شود. در موردی که تعادل بطور کامل انجام گرفته است، اعوجاج مرتبه زوج ناشی از غیرخطی بودن دستگاه، در مسیر سیگنال ظاهر نمی‌گردد. با این حال، در عمل که عدم تطابق در بار و ترانزیستورهای سوئیچینگ وجود دارد، غیرخطیت مرتبه زوج می‌تواند با استفاده از توپولوژی تفاضلی و طراحی متقارن کاهش یابد اما کارایی مورد نیاز بخصوص برای استفاده در شبکه تلفن سلولی، برآورده نمی‌گردد. بنابراین، استفاده از روش‌های بهبود نقطه قطع ورودی مرتبه دو (IIP2) ضروری است.

یک راه‌حل موثر اما پر هزینه برای بهبود IIP2، استفاده از فیلتر موج صوتی سطحی (SAW)[4] بین LNA و میکسر به‌منظور ایجاد الزام خطی بودن میکسر با تضعیف خروجی مسدود کننده‌های باندها است. اخیرا، برخی مدارات کالیبراسیون در مورد IIP2 پیشنهاد شده‌اند، اما این مدارات پیچیده بوده و مصرف توان بالایی دارند. استفاده از روش‌های آنالوگ و بهینه‌سازی میکسر برای IIP2، رویکرد‌های دیگری هستند. در این مقاله، IIP2 در جفت‌های کلیدزنی و ترانس‌کنداکتور که منبع اصلی کاهش IIP2 در یک میکسر فعال هستند، می‌بایست بهبود یابند.

بطور کلی، یک میکسر فعال ولتاژ پایین بصورت آبشاری (Cascade) از ترانس‌کنداکتور شبه تفاضلی، زوج‌های کلیدزنی و بار ساخته می‌شود. در فرکانس‌های گیگاهرتز، نویز فلیکر و IM2 در جفت‌های کلیدزنی با استفاده از یک فیلتر LC که خازن پارازیتی ترانزیستورهای سوئیچینگ در فرکانس نوسان‌ساز محلی (LO)[5] را تنظیم می‌کند، حداقل می‌شوند. با این حال، در یک طبقه کلید زنی که بطور کامل تنظیم شده است، به‌خاطر وجود مولفه‌های IM2 بزرگ در حالت مشترک () که در ترانس‌کنداکتور شبه تفاضلی تولید شده‌اند، IIP2 معمولا کمتر از نیاز شبکه تلفن سلولی است.

ocal oscillator

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.