طراحی بلوک های Oscillator و Signal Shaper برای استفاده در فرستنده ZigBee در فرکانس ۲.۴GHz در کاربرد WSN
First Statement of Responsibility
/علی صحافی
.PUBLICATION, DISTRIBUTION, ETC
Name of Publisher, Distributor, etc.
تبریز: دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر،گروه الکترونیک
PHYSICAL DESCRIPTION
Specific Material Designation and Extent of Item
۱۳۱ ص
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 - الکترونیک
Date of degree
۱۳۹۰/۰۶/۲۵
Body granting the degree
تبریز: دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر،گروه الکترونیک
SUMMARY OR ABSTRACT
Text of Note
ارتباطات بیسیم برد کوتاه با توان مصرفی پایین، بیشترین تقاضا را بین همه ارتباطات بیسیم دارا است .اگر بتوان توان مصرفی دستگاه های ارتباطی که با باتری کار می کنند را به حدی پایین آورد که بتوانند با یک باتری به مدت چندین سال به کار خود ادامه دهند، یک جهش بزرگ را در تجهیز دستگاه هایی که امکان تعویض باتری برای آن ها وجود ندارد، می توان برداشت .استاندارد IEEE ۸۰۲.۱۵.۴/ZigBee برای پوشش کاربرد هایی با توان مصرفی پایین و همچنین هزینه نهایی ساخت ارزان، به عرصه تکنولوژی عرضه شده است بطوری که به علت کارکرد کوتاه مدت این دستگاه ها که کمتر از ۱ مدت زمان واقعی است، منبع تغذیه این دستگاه ها قادر است سال ها به عمر خود ادامه دهد [۱] .یکی از بلوک های کلیدی یک فرستنده گیرنده فرکانس بالا، بلوک تولید سیگنال حامل) اسیلاتور (است .از آنجایی که این بلوک در بالاترین فرکانس سیستم کار می کند، بخش اعظمی از توان کل سیستم را مصرف می کند.[۲]در این پایان نامه یک سنتز کننده فرکانسی) به همراه ( VCO با توان مصرفی پایین و فرکانس کاری ۲.۴GHz به عنوان اسیلاتور محلی برای استفاده در گره WSN منطبق بر استاندارد IEEE۸۰۲.۱۵.۴/ZigBee ارائه شده است .برای کاهش توان مصرفی و هزینه ساخت، سنتز کننده فرکانسی از نوعPLL (Phase Locked Loop) -Integer Nانتخاب شده است .همچنین یک بلوک شکل دهنده موجی جدید برای استفاده در مدولاتور OQPSK طراحی و پیاده سازی شده است تمامی مدارات در تکنولوژیTSMC CMOS ۰.۱۸ mطراحی شده و توسط نرم افزارهایSpectre -ATLAB, Cadence RFشبیه سازی شده اند .سنتز کننده فرکانسی طراحی شده، با توان مصرفی کل ۵.۵mw قادر است تمام مشخصات مورد نیاز برای استاندارد IEEE۸۰۲.۱۵.۴/ZigBee را تامین کند .همچنین توان مصرفی شکل دهنده موجی برابر۴۲۰ wبا حذف هارمونیک = ۳۶dB - THD در خروجی تفاضلی است
Text of Note
Low power wireless communications is the most demanding request among all wireless users. A battery life that can survive for years without being replaced makes it realistic to implement many applications where the battery is unreachable (e.g. concrete walls) or expensive to change (e.g underground applications). IEEE 802.15.4/ZIGBEE standard is published to cover low power low cost applications, where the battery life can last for years, because of the 1 duty cycle of operation.A key building block in a transceiver is the frequency synthesizer, since it operates at the highest frequency of the system and consumes a very large portion of the total power in the radio.This dissertation presents the basic theory and a design methodology of frequency synthesizers targeted for short-range wireless applications. Then a low power frequency synthesizer is presented that oparating in 2.4GHz IEEE802.15.4/ZigBee standard used in WSN applications. The Integer-N PLL architecture has been chosen to decrease the power consumption and die size area. In addition a new half sine pulse shaper block has been designed for using in OQPSK modulators.All of the circuits have been designed in 0.18m TSMC CMOS technology and simulated in MATLAB and Cadence RF-Spectre softwares. The designed frequency synthesizer can operate in ZigBee standard with power consumption of 5.5mw and Pulse Shaper block consumes 420w from a single 1.8V power supply with THD = -36dB in differential output