Diseño de un Amplificador de Bajo Ruido (LNA) en ...

Diseño de un Amplificador de Bajo Ruido

(LNA) en Tecnología SiGe 0,35 µµµµm para el

estándar inalámbrico IEEE 802.11a

Autor: Jesús Rubén Pulido Medina Tutor : Francisco Autor: Jesús Rubén Pulido Medina Tutor : Francisco Javier del Pino SuárezJavier del Pino Suárez

EUITT Sistemas Electrónicos Cotutor: EUITT Sistemas Electrónicos Cotutor: SunilSunil LalchandLalchand KhemchandaniKhemchandani

ULPGC ULPGC Abril de 2004Abril de 2004

Proyecto Fin de Proyecto Fin de CarreraCarrera

Jesús Rubén Pulido Medina Proyecto Fin de Carrera

Abril de 2004 Diseño de un Amplificador de Bajo Ruido (LNA)

• Estructura del Proyecto

Introducción

Objetivos

Estándar IEEE 802.11a

Características de los LNAs

Tecnología SiGe 0,35 µµµµm de AMS

Diseño a nivel de esquemático

Diseño a nivel de layout

Integración en una cadena de recepción

Conclusiones

Presupuesto

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

• Introducción

Introducción

Objetivos

Conclusiones

Presupuesto

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

Objetivos

- Diseño de un LNA con tecnología SiGe 0,35 µµµµm para el

estándar inalámbrico IEEE 802.11a.

- Integración de dicho amplificador en un receptor de

conversión directa.

- Verificación de la validez de la tecnología emplead a en

la implementación de un LNA para dicho estándar.

Introducción

Objetivos

Conclusiones

Presupuesto

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

• Estándar IEEE 802.11a

Características de los sistemas de radiofrecuencia (RF )

Características del estándar IEEE 802.11a

Tipos de receptores

• Características de los sistemas de RF

• Ganancia

• Figura de ruido (NF)

• Punto de intercepción de Tercer Orden (IP3)

• Coeficiente de onda estacionario (VSWR)

• Ganancia

Relación entre las amplitudes de las señales de entra da y salida de un circuito

entrada

salida

entrada

salida

VdBG log20)(

• Figura de ruido

⋅= 0

PPNF i

iNiS ==

21|Vn|

Para dos etapas en cascada:

NFNFNF

• Punto de intercepción de Tercer Orden (IP3)

Nos informa acerca de la linealidad de un circuito

ω1 ω2

ω1 ω2ω

Señal deseada

2ω1-ω2 ω1 ω2 2ω2-ω1

Señal deseada

2ω1-ω2 ω1 ω2 2ω2-ω1

2ω1-ω2 ω1 ω2 2ω2-ω1ω

IIP3 Pentrada (dBm)

Psalida (dBm)

P∆ Potencia de la señal principal

Potencia de IM

20 log (Ain)

ω1111

Curvas Reales

• Coeficiente de onda estacionario ( VSWR)

Medida cuantitativa de la adaptación del circuito a la entrada (VSWR1) o a la salida ( VSWR2).

+−==Γ

reflejadaOnda

incidenteOndaL

Características de los sistemas de radiofrecuencia (R F)

Tipos de receptores

30 MHz 30 MHz

5150 5180 5200 5220 5240 5260 5280 5300 5320 5350 MHz

Bandas U-NII Inferior y Media :8 canales en 200 MHzcon un espaciado de 20 MHz

5725 5745 5765 5785 5805 5825 MHz

20 MHz 20 MHz

Banda U-NII Superior: 4 canales en 100 MHz con un espaciado de 20 MHz

• Características del estándar IEEE 802.11a

Sensibilidad de entrada

15-1-6554

160-6648

204-7036

248-7424

2711-7718

2913-7912

3115-819

3216-826

Rechazo alternativo de

canales adyacentes

Rechazo de canales

adyacentes (dB)

Sensibilidad mínima (dBm)

Tasa de bits (Mbits/s)

Características de los sistemas de radiofrecuencia (R F)

Tipos de receptores

• Tipos de receptores

• Receptor de conversión directa

• Receptor de doble conversión

• Receptor de arquitectura Weaver modificada

• Receptor de conversión directa

Sintetizador

5.15-5.825 GHz

RFBanda Base

• Receptor de doble conversión

Frecuencia Intermedia (1 GHz) RF

Sintetizador

1.15-1.825 GHzIF

Banda Base

• Receptor de arquitectura Weaver modificada

ω2LNA

Introducción

Objetivos

Conclusiones

Presupuesto

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

• Características de los LNAs

• Especificaciones

• Topologías de LNAs más comunes

• Especificaciones

>1Factor de estabilidad

20 dBAislamiento inverso

50 ΩImpedancia de

salida

50 ΩImpedancia de

entrada

9 dBGanancia

-10 dBmIIP3

4.5 dBNF

• Topologías de LNAs más comunes

1) Configuración emisor-común

2) LNA de dos etapas

3) LNA cascodo ( Single-Ended )

4) LNA diferencial

2) LNA Balanceado (Balanced)

Introducción

Objetivos

Conclusiones

Presupuesto

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

• Componentes activos y pasivos

Introducción

Objetivos

Tecnología SiGe 0,35 mm de AMS

Conclusiones

Presupuesto

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

• Diseño a nivel de esquemático

Polarización óptima delos transistores

Configuración apropiadadel LNA

Adaptación de entraday de salida

Verificación y optimización de resultados

• Polarización óptima de los transistores

- Simulaciones

• Configuración apropiada del LNA

• Etapas de polarización

• Adaptación de entrada

VOUTZin VOUT

VOUTZin

• Adaptación de salida

• Circuito asimétrico final

R1=9.2 KOhms.R2=20.2 KOhms.R3=20.2 KOhms.R4=50 KOhms.C1=227 fF.C2=1 pF.C3=160 fF.Lb Inductancia = 3nH; Factor de calidad (Q)=9.6Le Inductancia = 0.6nH; Factor de calidad (Q)=13.6L3 Inductancia = 5nH; Factor de calidad (Q)=7.6

• Resultados

• Resultados (Cont.)

• LNA Balanceado (Balanced)

• Resultados

• Resultados (Cont.)

Introducción

Objetivos

Conclusiones

Presupuesto

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

• Diseño a nivel de layout

• Técnica del centroide común

• LNA Cascodo

• LNA Balanceado

• Técnica del centroide común

Contorno Isobárico

Stress a través de lasección A-A

Stress

XStress a través de la sección B-B

• Layout del centroide común

• LNA Cascodo

Resultados

645 µm * 736 µmÁrea del chip

9.82 mWConsumo de potencia

11.857 dBmOIP3

-4.373 dBmIIP3

-9.3 dBS22

16.230 dBS21

-47 dBS12

-41 dBS11

2.53VSWR2

1.25VSWR1

2.875 dBNF

16.230 dBGanancia

• LNA Balanceado

• Resultados

767 µm * 932 µmÁrea del chip

19.64 mWConsumo de potencia

14.59 dBmOIP3

-1.32 dBmIIP3

-14.43 dBS22

15.910 dBS21

-44 dBS12

-32.81 dBS11

1.93VSWR2

1.35VSWR1

3.127 dBNF

15.910 dBGanancia

Introducción

Objetivos

Conclusiones

Presupuesto

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

• Integración en una cadena de recepción

BALUN LNA

Mezclador

SalidaIF

Sintetizador5.15 a 5.825 GHz

Estructura del mixer

+ VRF -

R=20 KΩΩΩΩ

R=20 KΩΩΩΩ R=20 KΩΩΩΩ

+-VGATE

VDRAIN

Mezclador diseñado por D. Roberto Díaz Ortega

Layout del sistema

Simulaciones post-layout

1,070,6050,714Área (mm 2)

33,1713,5319,64Consumo

8314,59OIP3 (dBm)

40-1,32IIP3 (dBm)

5,93453,127NF (dB)

544315,910Ganancia

ConjuntoMezcladorLNAParámetros

Run de fabricación

Introducción

Objetivos

Conclusiones

Presupuesto

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

Comparación con otros trabajos (LNA asimétrico)

0.35 µm CMOS

SiGe HBT

GaAs HBT

ProcesoTecnológico

Frec.(GHz)

0.6 x 0.56

0.5 x 0.6

Área sin pads

(mm 2)

NF(dB)

Gain(dB)

IIP3(dBm)

OIP3/PDC

2 etapas CS

2 etapas CE

2 etapas Realimentación

resistiva

Características

Vcc(V)

0.35 µm SiGe HBT

5.1-5.9 0.4 x 0.53 2.8 16.3 -1.3 3.6 C.Cascodo3.3 9.82

PDC(mW)

Comparación con otros trabajos (LNA balanceado)

ProcesoTecnológico

Frec.(GHz)

Área sin pads

(mm 2)

NF(dB)

Gain(dB)

IIP3(dBm)

OIP3/PDC

CaracterísticasVcc(V)

0.35 µm SiGe HBT 5.1-5.9 0.56 x 0.7 3.1 15.9 -1.3 4.42 Diferencial CC3.3 19.64

PDC(mW)

Diferencial CS

Diferencial CC

0.35 µm CMOS

0.24 µm CMOS

1.1 x 0.94

0.83 x 0.4

- La tecnología SiGe 0.35 µm es apta para el diseño de componentes analógicos de radiofrecuencia.

- Los objetivos inicialmente planteados se han lograd o de forma satisfactoria.

- Línea de investigación de más envergadura en la que se desarrollan varios proyectos de investigación.

• Conclusiones

Introducción

Objetivos

Conclusiones

Presupuesto

Bloque 1

Bloque 2

Bloque 3

• Presupuesto

El presupuesto del presente proyecto asciende a: €

Diseño de un Amplificador de Bajo Ruido (LNA) en ...

Documents

Transcript of Diseño de un Amplificador de Bajo Ruido (LNA) en ...

EL PULSÍ - seeic.org · Diseño e implementación de un pulsímetro. ... el ruido a altas frecuencias. ... IMPLEMENTACIÓN PRÁCTICA AMPLIFICADOR Filtro final:

INFORME DE ENSAYO - cajaislant.comcajaislant.com/wp-content/uploads/2015/04/AISLAMIENTO-ACUSTICO... · INFORME DE ENSAYO ENSAYO SOLICITADO: ... • Amplificador con generador de ruido

AMPLIFICADORES DE BAJO RUIDO LNA (Low Noise Amplifier)

1 CONCEPTO 1 - diagramas.diagramasde.comdiagramas.diagramasde.com/otros/samsung_cn723ap.pdf · 1 O.- Diagrama a bloques ... 3 LNA01 LNA141 OAA Amplificador de bajo ruido LNA +Splitter

Funcionamiento... · Web viewEl LNA es un dispositivo altamente sensible, con poco ruido, tal como un amplificador de diodo túnel o un amplificador paramétrico. El convertidor de

4.8 Tính toaùn LNA

Diseño del Amplificador de Bajo Ruido Multi-etapa

LNA – Low Noise Amplifier (Amplificador de Baixo Ruído) · • A entrada de um amplificador fonte comum é primariamente capacitiva e isso causa uma casamento muito pobre de potência;

Amplificador de guitarra BOSS “KATANA” - cdn.roland.comcdn.roland.com/assets/media/pdf/KATANA_s02_W.pdf · Amplificador de guitarra todo en uno, ... el ruido de la fuente de alimentación

Tna,Lna, Wisn

Datasheet - BPF8089-01SC6 - STA8089 / STA8090 LNA … · toZ*LNA Antenna STA8090 Figure 2. Solution for active antenna LNAin LNA GND BPF8089-01SC6 STA8089 Matching50Ω toZ*LNA Active

Op lna Čaule - sn.pgz.hr

Diseño de un LNA criogénico para aplicaciones ...eprints.ucm.es/13875/1/VERSION_DEFINITIVA_R.I.AMILS_Diseño_de_u… · Palabras clave: Amplificador de bajo ruido, Criogenia, Multietapa,

ARTIKEL 072000 CES-A-AEA-04B - ANERTKOM · 2016. 8. 7. · LNA-25V, CES-A-LNA-SC, CES-A-LNA-05P, CES-A-LNA-10P, CES-A-LNA-15P, CES-A-LCA-10V und Betätiger CES-A-BBA, CES-A-BCA Mechanische

DISEÑO DE UN AMPLIFICADOR A BAJO RUIDO LNA A ... - core.ac… · UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ... etc. El comportamiento eléctrico de los circuitos ... El propósito

Subsistema de comunicaciones. Carga útil de … · – Se implementa un Amplificador de Bajo Nivel de Ruido LNA previo. ... en las etapas de potencia. ... amplificador respecto del

Universidade de Brasília - UnBbdm.unb.br/bitstream/10483/13205/1/2015_JoseRobertGarcezGomes.pdf · mista contendo o bloco LNA (Low Noise Amplifier - Amplificador de Baixo Ruído)

Diseño de un Amplificador de Bajo Ruido para un Receptor GPS...Diseño de un Amplificador de Bajo Ruido para un Receptor GPS Juan R. Barrios Bermúdez Sistema de Pocicionamiento Global

Diseño y construcción de un amplificador de muy bajo ruido y un ...

Nº19: GENERADOR DE RF (FREC FIJAS) PARA LA EVALUACION …ea3eis.com/descargar.php?article=19.pdf · amplificador lineal es un amplificador de banda ancha, con bajo nivel de ruido

Datasheet - BPF8089-01SC6 - STA8089 / STA8090 LNA … · toZLNA Antenna STA8090 Figure 2. Solution for active antenna LNAin LNA GND BPF8089-01SC6 STA8089 Matching50Ω toZLNA Active