خلاصه خبر: افزایش بازدهی یک تقویت کننده توان با استفاده از تکنیک دنبال کردن پوش

• عنوان: افزایش بازدهی یک تقویت کننده توان با استفاده از تکنیک دنبال کردن پوش
• ارائه‌کننده: بهنام انصاری
• استاد راهنمای اول: دکتر مجتبی لطفی زاد
• استاد راهنمای دوم: دکتر سعید سعیدی
• استاد ناظر داخلی اول: دکتر عبدالرضا نبوی
• استاد ناظر خارجی اول: دکتر صمد شیخایی (دانشگاه: تهران )
• مکان: دانشکده مکانیک-کلاس 351
• تاریخ: 98/06/31
• ساعت: 16:30

چکیده: در این تحقیق یک مدولاتور تغذیه برای افزایش بازدهی یک تقویت کننده توان با استفاده از تکنیک دنبال کردن پوش طراحی شده است. این مدولاتور تغذیه از یک مدولاتور خطی با تغذیه 3/3 ولت، یک مقایسه‌گر هیسترزیس‌دار و همچنین یک مدولاتور سوئیچینگ با تغذیه 3/3 ولت تشکیل شده است. با توجه به این نکته که برای یک مدولاتور تغذیه می توان دو حالت کاری فرکانس پایین و فرکانس بالا پایین متصور بود، این مدولاتور برای حالت کاری اول یعنی حالتی که در آن فرکانس مدولاتور سوئیچینگ کم است، طراحی شده است. در حالت کاری استفاده شده، مدولاتور سوئیچینگ دارای فرکانس کار کمی می باشد و وظیفه تأمین جریان متوسط سیگنال تغذیه تقویت کننده توان را بر عهده دارد در حالیکه مدولاتور خطی شکل کلی جریان خروجی مدولاتور و قسمت¬های فرکانس بالای پوش را تأمین می کند. در ساختار پیشنهاد شده، برای نخستین بار از یک شبکه حسگر ولتاژ مستقیما به منظور تولید سیگنال PWM استفاده شده است و مقایسه¬گر هیسترزیس به منظور اصلاح شکل سیگنال PWM به کار گرفته شده است. در این کار تحقیق پایان¬نامه یک تقویت کننده عملیاتی ریل به ریل (rail to rail) متناسب با کاربرد مورد نظر طراحی شده است، که از یک OTA با ساختار کسکود تا شده و طبقه توان کلاس AB در خروجی بهره می برد. تقویت‌کننده عملیاتی به‌کار برده شده دارای نرخ چرخش 568ولت بر میکروثانیه و مقاومت خروجی 547/0 اهم در فرکانس 60 مگاهرتز و حد فاز 7/52 درجه می‌باشد. مدولاتور طراحی شده ابتدا با تغذیه کردن یک بار مقاومتی 5/5 اهمی تست گردیده و نتایج حاصل از جمله پارامترهای مربوط به خطینگی و بازدهی گزارش شده¬است، که مقدار SFDR برابر با dBc 54/45 و مقدار بازدهی 5/76 بدست‌آمده‌اند، در ادامه این مدولاتور با تغذیه 5 ولت بازطراحی و عملکرد آن با قرار‌دادن یک تقویت‌کننده توان RF به عنوان بار سنجیده‌شده‌است که این کار باعث افزایش PAE تقویت‌کننده توان از 8/16درصد به 9/20درصد و افزایش ACLR از dBc 13/22- و dBc11/24- به مقادیر dBc99/29- وdBc59/28- شده‌است. شبیه¬سازیها در محیط ADS و Ptolemy بااستفاده‌از تکنولوژی 180 نانومتر TSMC صورت گرفته و همچنین جداسازی، شکل¬دهی و سنتز پوش در محیط Matlab انجام شده است. سیگنال تست به کار رفته یک سیگنال LTE با پهنای باند 10 مگاهرتز، فرکانس مرکزی85/1 گیگاهرتز و نسبت پیک به متوسط توان برابر dB6/7 می باشد.
کلمات کلیدی: تقویت¬کننده توان، دنبال کردن پوش، خطینگی، بازدهی، مدولاتور تغذیه cmos، سیگنال LTE