طراحي تقويت‌كننده كم‌نويز (LNA) كم‌توان براي كاربرد در شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم (WSNs)

Low-power LNA amplifier design for use in Wireless Sensor Networks (WSNs)

اتصال تمامي اشياء فيزيكي به اينترنت با كمك تجهيزات الكترونيكي و نرم افزارها و سنسورها و سيستم‌هاي شبكه‌اي به منظور جمع‌آوري و تجزيه و تحليل و تبادل داده‌ها اينترنت اشياء (IoT) ناميده مي‌شود. با پيشرفت‌هاي سريع در زمينه حسگرها شبكه‌ حسگر بي‌سيم (WSN) تبديل به يك فناوري محبوب براي اينترنت اشياء (IoT) شده است. يكي از اساسي‌ترين اجزاي شبكه‌ حسگر بي‌سيم (WSN) تقويت‌كننده‌ كم‌نويز (LNA) مي‌باشد. پايين بودن توان مصرفي در تقويت‌كننده كم‌نويز يكي از مهم‌ترين ملزومات شبكه‌هاي حسگر بي‌سيم مي‌باشد. در اين مقاله يك تقويت‌كننده كم‌نويز فركانس راديويي با پهناي باند باريك بدون استفاده از سلف بر روي تراشه در فناوري 0.18μm CMOS پيشنهاد شده است كه به صورت گيت مشترك با استفاده از روش فيدبك موازي ارائه ميشود. فيدبك موازي شرايط مطلوبي را براي تنظيم ميزان مقاومت ورودي LNA فراهم مي‌كند.در نتيجه gm ترانزيستور كمتر شده و تلفات توان كاهش مي يابد. همچنين در طراحي ترانزيستورهاي اصلي مرحله تقويت كننده از روش DCCC به منظور بهبود بازده موثر ترانزيستورها استفاده مي‌شود. اين كاهش gm كه در اثرجريان مصرفي كم بدست آمده است موجب كاهش توان مصرفي ترانزيستور مي‌گردد. مشخصات تقويت كننده در محدوده فركانسي2. 4 GHz بررسي شده است و نتايج حاصل از شبيه سازي نشان مي‌دهد كه تقويت كننده كم نويز پيشنهاد شده داراي بهره 18.2 dB ، عدد نويز3.38 dB و IIP3 معادل با-4.32 dBm است. اين تقويت‌كننده كه از ولتاژ V 1 تغذيه مي‌شود داراي توان مصرفي 967 μw مي‌باشد.

Connecting all physical objects to the Internet with the help of electronic equipment software sensors and network systems is called the Internet of Things for data collection analysis analysis and data exchange. With the rapid advances in sensors the Wireless Sensor Network has become a popular technology for the Internet of Things. One of the most basic components of the Wireless Sensor Network is the LNA. The low power consumption of a low power amplifier is one of the most important requirements of wireless sensor networks. In this paper a low bandwidth radio frequency bandwidth amplifier without the use of an inductor on a chip is proposed in the CMOS 0.18 μm technology which is presented as a common gate using parallel feedback. Parallel feedback provides favorable conditions for adjusting the LNAs input resistance thus reducing gm and power consumption. Also in designing the transistors of the amplifier phase the DCCC method is used to improve the efficiency of the transistors. This gm reduction which is achieved through low power consumption reduces the power consumption of the transistor. The amplifier characteristics have been investigated in the frequency range of 2.4 GHz and the simulation results show that the proposed low noise amplifier has an amplitude of 18.2 dB a noise figure of 3.38 dB and an IIP3 equivalent of -4.32 dBm. This amplifier powered by voltage 1 V has a power consumption of of 967 μw.