طراحی فرستنده گیرنده کمهزینه با توان مصرفی پایین سازگار با استانداردIEEE ۸۰۲.۱۵.۴
First Statement of Responsibility
/علی صحافی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
: مهندسی برق وکامپیوتر
Date of Publication, Distribution, etc.
، ۱۳۹۵
Name of Manufacturer
، افشاری
NOTES PERTAINING TO PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC.
Text of Note
چاپی
DISSERTATION (THESIS) NOTE
Dissertation or thesis details and type of degree
کارشناسی ارشد
Discipline of degree
مهندسی برق والکترونیک
Date of degree
۱۳۹۵/۰۶/۱۷
Body granting the degree
دانشگاه تبریز
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
طی چند سال اخیر استفاده از شبکههای حسگر بیسیم که متشکل از تعدادی گره حسگری است، به منظور استفاده در کاربردهای متفاوت از جمله صنایع نظامی، نظارت و کنترل پروسه صنعتی ، نظارت بر سلامت افراد و ... گسترش یافته است .چنین کاربردهایی لازم میدارد که گرههای حسگری توان مصرفی بسیار پایینی داشته باشند .بنابراین طراحی گرههای حسگری بیسیم که توان مصرفی بسیار پایینی داشته و به این ترتیب قادر به کار با یک باتری به مدت طولانی میباشند، پیشرفت قابل ملاحظهای در گسترش استفاده از این سیستمها را به دنبال خواهد داشت .استاندارد IEEE۸۰۲.۱۵.۴/ZigBee با هدف کاربردهای کمتوان و هزینهی نهایی ساخت ارزان برای استفاده در شبکههای حسگر بیسیم طراحی شده است .در این پایاننامه یک فرستنده-گیرنده رادیویی کامل منطبق با مشخصات باند فرکانسی ۲.۴ GHz استاندارد IEEE ۸۰۲.۱۵.۴/ZigBee برای استفاده در شبکههای حسگر بیسیم طراحی و شبیهصسازی میصشود .تمامی ساختارها بر پایهی توان مصرفی پایین انتخاب و مشخصات آنها با ارائهی روشصهای مداری جدید بهبود داده شدهاند .تمامی مدارات در تکنولوژی TSMC CMOS ۰.۱۸ m طراحی و در نرمافزارSpectre - Cadence RFشبیهسازی شده است .فرستنده-گیرنده طراحی شده با توان مصرفی برابر با ۱۳ mW از ولتاژ تغذیهی ۱.۸ V تمامی مشخصات لازم را برای تأمین نیازمندیهای استاندارد IEEE۸۰۲.۱۵.۴/ZigBee فراهم میکند .همصچنین یک سنسور دمای داخلی با توان نانو وات برای سنجش دمای محیط و چیپ برای استفاده در چیپ فرستنده -گیرنده طراحی و پیادهصسازی می شود .این سنسور دما در محدوده دمایی ۱۰ تا ۱۲۰ درجه سانتیصگراد و خطای کمتر از ۲ درجه سانتیصگراد توانی کمصتر از ۷ نانو وات مصرف میصکند .برای توسعه چیپ طراحیصشده به عنوان فرستنده-گیرنده چند استانداردی ،در بخش نهایی پایانصنامه یک تقویتصکننده کمصنویز پهنصباند در فرکانس۱۰ GHz - ۱به همراه تکنیک نوین خطیصسازی ارایه میصشود .در این تقویتصکننده با استفاده از روش ترانزیستورهای چندگیتی خطینگی تا حدود ۱۲ dB بهبود میصیابد
Text of Note
In most recent years, Wireless Sensor Network (WSN) has been developed to be utilized in differenet applications such as military, industrial process monitoring and control, agricultural control, human healthcare and other areas. The applications mentioned above demand sensor nodes to have low power consumption. As a result, design of low power Wireless Sensor Nodes, which are able to work properly with a battery for a long time, will lead to a noticeable improvement in development of using these wireless systems. IEEE 802.15.4/ZigBee standard has been desgined to realize low power and low-cost applications for making use in Wireless Networks. In this thesis, a fully integratd tranceiver compatible with IEEE 802.15.4/ZigBee standard is designed in order to be used in Wireles Sensor Network applications according to specifications of 2.4 GHz frequency band. All of the structures have been chosen based on low power consumption and the specifications of the mentioned blocks has been improved with new methods proposed in circuit level design.All the circuits have been designed in 0.18 ?m TSMC CMOS technology and simulated in Cadence RF- Spectre software. The designed tranceiver circuits provide all the needed specifications of the whole receiver system under IEEE 802.15.4/ZigBee standard with 13 mW power consumption from a single 1.8 V supply voltage.Over the last decade, growing demand for high data transfer rate wireless communication systems has attracted great interest to ultra-wideband (UWB) transceivers in academia and industry. A highly linear UWB LNA based on the mathematical analysis is proposed in the last section. The linearity of active gm-boosted CG structure is improved based on mathematical analyses. Moreover, an improved shunt peaking bandwidth extension technique is proposed, in which provides a flat gain BWER of up to 2