(LNA) en Tecnología SiGe 0,35
µµµµ
m para el
estándar inalámbrico IEEE 802.11a
Autor: Jesús Rubén Pulido Medina Tutor: Francisco
Autor: Jesús Rubén Pulido Medina Tutor: Francisco Javier del Pino Suárez
Javier del Pino Suárez
EUITT Sistemas Electrónicos Cotutor:
EUITT Sistemas Electrónicos Cotutor: Sunil
Sunil
Lalchand
Lalchand
Khemchandani
Khemchandani
ULPGC
ULPGC
Abril de 2004
Abril de 2004
Proyecto Fin de
•
Estructura del Proyecto
Introducción
Objetivos
Estándar IEEE 802.11a
Características de los LNAs
Tecnología SiGe 0,35
µµµµ
m de AMS
Diseño a nivel de esquemático
Diseño a nivel de layout
Integración en una cadena de recepción
Conclusiones
Presupuesto
Bloque 1
Bloque 2
•
Estructura del Proyecto
Introducción
Objetivos
Estándar IEEE 802.11a
Características de los LNAs
Tecnología SiGe 0,35
µµµµ
m de AMS
Diseño a nivel de esquemático
Diseño a nivel de layout
Integración en una cadena de recepción
Conclusiones
Presupuesto
Bloque 1
Bloque 2
●
Objetivos
-
Diseño de un LNA con tecnología SiGe 0,35
µµµµ
m para el
estándar inalámbrico IEEE 802.11a.
- Integración de dicho amplificador en un receptor de
conversión directa.
- Verificación de la validez de la tecnología empleada en
la implementación de un LNA para dicho estándar.
•
Estructura del Proyecto
Introducción
Objetivos
Estándar IEEE 802.11a
Características de los LNAs
Tecnología SiGe 0,35
µµµµ
m de AMS
Diseño a nivel de esquemático
Diseño a nivel de layout
Integración en una cadena de recepción
Conclusiones
Presupuesto
Bloque 1
Bloque 2
• Estándar IEEE 802.11a
Características de los sistemas de radiofrecuencia (RF)
Características del estándar IEEE 802.11a
• Características de los sistemas de RF
•
Ganancia
•
Figura de ruido (NF)
•
Punto de intercepción de Tercer Orden (IP3)
•
Ganancia
Relación entre las amplitudes de las señales de entrada y
salida de un circuito
entrada
salida
V
V
G
=
=
entrada
salida
V
V
dB
G
(
)
20
log
LNA
• Figura de ruido
t
Vn
A
Ni
N
G
P
P
NF
⋅
=
0
0
0
0
/
/
SNR
SNR
P
P
P
P
NF
i
N
S
i
N
i
S
=
=
F
21
|Vn|
T
Para dos etapas en cascada:
1
2
1
1
A
G
NF
NF
NF
=
+
−
NF
1
G
A1
NF
2
G
A2
• Punto de intercepción de Tercer Orden (IP3)
Nos informa acerca de la linealidad de un circuito
ω
1ω
2ω
OIM3
OIM3
ω
1ω
2ω
Señal
deseada
2ω
1-
ω
2ω
1ω
22ω
2-
ω
1ω
ω
Señal
deseada
2ω
1-
ω
2ω
1ω
22ω
2-
ω
12ω
1-
ω
2ω
1ω
22ω
2-
ω
1ω
∆P
Pin
IM3
∆P
IIP3
P
entrada(dBm)
2
P
∆
Potencia de la señal
principal
Potencia de IM
(IM3)
20 log (A
in)
OIP3
2 P ∆ω
1111ω
2ω
Curvas
Reales
• Coeficiente de onda estacionario (VSWR)
Medida cuantitativa de la adaptación del circuito a la entrada
(VSWR1) o a la salida (VSWR2).
1
1
_
_
|
|
+
−
=
=
Γ
VSWR
VSWR
reflejada
Onda
incidente
Onda
L
• Estándar IEEE 802.11a
Características de los sistemas de radiofrecuencia (RF)
Características del estándar IEEE 802.11a
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 MHz con 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
Sensibilidad de entrada
15
-1
-65
54
16
0
-66
48
20
4
-70
36
24
8
-74
24
27
11
-77
18
29
13
-79
12
31
15
-81
9
32
16
-82
6
Rechazo
alternativo de
canales
adyacentes
(dB)
Rechazo de
canales
adyacentes
(dB)
Sensibilidad
mínima (dBm)
Tasa de bits
(Mbits/s)
• Estándar IEEE 802.11a
Características de los sistemas de radiofrecuencia (RF)
Características del estándar IEEE 802.11a
• Tipos de receptores
•
Receptor de conversión directa
•
Receptor de doble conversión
• Receptor de conversión directa
LNA
90º
Sintetizador
5.15-5.825 GHz
I
Q
RF
Banda Base
• Receptor de doble conversión
Frecuencia Intermedia (1 GHz) RF
LNA
90º
Sintetizador
1.15-1.825 GHz
IF
RF
FI
4 GHz
I
Q
Banda Base
• Receptor de arquitectura Weaver modificada
90º
ω
1
90º
ω
2
LNA
RF
±
IF
•
Estructura del Proyecto
Introducción
Objetivos
Estándar IEEE 802.11a
Características de los LNAs
Tecnología SiGe 0,35
µµµµ
m de AMS
Diseño a nivel de esquemático
Diseño a nivel de layout
Integración en una cadena de recepción
Conclusiones
Presupuesto
Bloque 1
Bloque 2
• Características de los LNAs
•
Especificaciones
• Especificaciones
>1
Factor de estabilidad
20 dB
Aislamiento inverso
50
Ω
Impedancia de
salida
50
Ω
Impedancia de
entrada
9 dB
Ganancia
-10 dBm
IIP3
4.5 dB
NF
• Topologías de LNAs más comunes
•
Estructura del Proyecto
Introducción
Objetivos
Estándar IEEE 802.11a
Características de los LNAs
Tecnología SiGe 0,35
µµµµ
m de AMS
Diseño a nivel de esquemático
Diseño a nivel de layout
Integración en una cadena de recepción
Conclusiones
Presupuesto
Bloque 1
Bloque 2
•
Estructura del Proyecto
Introducción
Objetivos
Estándar IEEE 802.11a
Características de los LNAs
Tecnología SiGe 0,35 mm de AMS
Diseño a nivel de esquemático
Diseño a nivel de layout
Integración en una cadena de recepción
Conclusiones
Presupuesto
Bloque 1
Bloque 2
• Diseño a nivel de esquemático
Polarización óptima de
los transistores
Configuración apropiada
del LNA
Adaptación de entrada
y de salida
Verificación y optimización
de resultados
•
Adaptación de entrada
VOUT Zin VOUT Zin VOUT Zin• Adaptación de salida
V