Μεθοδολογία Κατασκευής Βελτιστοποίησης Και Προσομοίωσης Ενός Down-conversion Cmos Mixer Σε Τεχνολογία 65nm

Abstract

Το θέμα της διπλωματικής εργασίας είναι η μεθοδολογία σχεδιασμού, βελτιστοποίησης και προσομοίωσης ενός down-conversion Gilbert cell CMOS mixer (μίκτη). Οι μίκτες είναι κυκλώματα απαραίτητα για την λειτουργία κάθε τηλεπικοινωνιακού συστήματος. Η λειτουργία τους έγκειται στην μεταφορά ενός σήματος από μία φέρουσα συχνότητα σε μία άλλη.Στο θεωρητικό μέρος της εργασίας εξηγούμε μαθηματικά την λειτουργία τους, παρουσιάζουμε τα διάφορα ήδη μικτών και εξηγούμε τις διαφορές τους. Στη συνέχεια περιγράφουμε τα χαρακτηριστικά που εκφράζουν τις επιδόσεις ενός μίκτη, με κυριότερα το κέρδος μετατροπής, την γραμμικότητα και την εικόνα θορύβου. Στο πρακτικό μέρος της εργασίας αναλύουμε την διαδικασία που ακολουθήσαμε για τον σχεδιασμό ενός CMOS μίκτη. Ξεκινάμε από το βασικό κύκλωμα του Gilbert cell και στη συνέχεια εφαρμόζουμε βελτιστοποιήσεις στο κύκλωμα εξηγώντας πως λειτουργούν. Στη συνέχεια τρέχουμε προσομοιώσεις με την βοήθεια του Cadence για την εξαγωγή των χαρακτηριστικών επίδοσης του κυκλώματος.Το κύκλωμα υλοποιήθηκε στην τεχνολογία 65nm της IBM και το πρόγραμμα που χρησιμοποιήθηκε ήταν το Cadence. Η συχνότητα του τοπικού ταλαντωτή είναι FLO=5GHz και όλες οι προσομοιώσεις προβλέπουν το RF σήμα εισόδου να κυμαίνεται μεταξύ 5GHz και 5.15GHz. Το κέρδος μετατροπής του κυκλώματος που σχεδιάσαμε είναι 11.38dB για την κεντρική συχνότητα των 5.1GHz. Το σημείο παρεμβολής 3ης τάξης IIP3 είναι 6.92dBm που καθιστά το κύκλωμα πολύ καλό ως προς την γραμμικότητα, και η εικόνα θορύβου είναι 17.75dB.