طراحي يك آشكارساز پوش با زمان گذار بسيار كم و حساسيت بالا با استفاده از تكنولوژي 180nm CMOS براي كاربردهاي راداري

در اين مقاله يك آشكارساز پوش در بازه فركانسي 2.7GHz تا 3.9GHz با زمان گذار بسيار كم و حساسيت بالا در تكنولوژي 180nm CMOS ارائه شده است. آشكارساز مبتني بر روش تقويت كننده هاي لگاريتمي آشكارسازي متوالي بوده و از سه قسمت تشكيل شده است: هسته آشكارساز(يكسوساز)، تقويت كننده RF شبه لگاريتمي، طبقه خروجي. هسته اصلي آشكارساز، مبتني بر روش سورس كوپل شده نامتقارن است كه به صورت يكسوساز تمام موج عمل ميكنند و داراي بازه فركانسي 0.1GHz تا 10GHz با زمان گذار 1ns است. در اين مقاله همچنين با تزريق بخشي از ورودي به مسير جريان tail، حساسيت آشكارساز به اندازه 2 dB بهبود يافته است. جهت تقويت سيگنال، از يك تقويت كننده كم نويز پيشنهادي با ورودي تكي و خروجي تفاضلي و يك تقويت كننده تفاضلي ساده بصورت سري استفاده شده است. طبقه خروجي ضمن اينكه سيگنال آشكار شده پالسي را بدون افزايش قابل توجه در زمانهاي فراز و فرود فيلتر ميكند، ميتواند يك بار خازني 2pF را راه اندازي نمايد. در اين مقاله همچنين با بكارگيري محدودكننده هاي توان ماسفتي در تقويت كننده كم نويز و تقويت كننده تفاضلي، ضمن جلوگيري از اشباع تقويت كننده ها در اثر سيگنال ورودي با دامنه بزرگ، يك رفتار شبه لگاريتمي براي مدار كلي حاصل شده است. نتايج شبيه سازي پس از لي اوت مدار پيشنهادي با استفاده از Spectre RF در فركانس 3.3 GHz نشان مي دهد كه حساسيت اين آشكارساز بهتر از 45dBm و زمان هاي فراز و فرود كمتر از 1.2ns ميباشد كه نسبت به كارهاي اخير بهبود قابل توجهي دارد. رنج ديناميكي شبه لگاريتمي اين آشكارساز 20 dB، مصرف توان قسمت آشكارساز آن حدود 12mW از يك منبع ولتاژ 1.8V و مساحت اشغالي آن 72µm×72µm است درحالي كه مساحت ناحيه فعال آشكارساز كل، شامل تقويت كننده ها، محدودكننده ها، آشكارسازها و بافر خروجي 0.7mm×0.55mm است.