Universidad de Las Palmas de Gran CanariaEscuela Universitaria de Ingeniería Técnica de TelecomunicaciónDiseño de un Ampli...
INTRODUCCION             OBJETIVOSBLOQUE 1:              TECNOLOGIA S35D4             TEORIA DE LOS LNAs             DISEÑ...
Introducción al Estándar DVB‐H
Introducción al Estándar DVB‐HEl estándar DVB‐H (Digital Video Broadcasting ‐ Handheld) es una modificación del estándar D...
Introducción al Estándar DVB‐HInformación general del estándar: Los canales los recibe de la misma forma que llega la tel...
Introducción al Estándar DVB‐HFrecuencias de trabajo UHF: 470 – 862 MHz          Canales de 6, 7 y 8MHz
Introducción al Estándar DVB‐HEsquema de un receptor para DVB‐H
INTRODUCCION              OBJETIVOSBLOQUE 1:              TECNOLOGIA S35D4             TEORIA DE LOS LNAs             DISE...
OBJETIVOS   Diseñar  un  amplificador  de  bajo  ruido  (LNA)  con     tecnología S35D4 para el estándar DVB‐H completame...
OBJETIVOSCaracterísticas del LNA:Ganancia de potencia (dB)           20IIP3 (dBm)                           0Figura de rui...
INTRODUCCION              OBJETIVOSBLOQUE 1:              TECNOLOGIA S35D4             TEORIA DE LOS LNAs             DISE...
TECNOLOGÍA S35D4   4 metales y 2 polys   Elementos pasivos   Transistores MOSFET   Transistores Bipolares
TECNOLOGÍA S35D4     RESISTENCIA    CONDENSADOR     Metal 1    A     d              Aislante      Metal 2          BOBINA
TECNOLOGÍA S35D4   MOSFETBIPOLAR (HBT)
INTRODUCCION              OBJETIVOSBLOQUE 1:              TECNOLOGIA S35D4             TEORIA DE LOS LNAs             DISE...
TEORIA DE LOS LNAs                      Amplificador emisor común                                                         ...
TEORIA DE LOS LNAs   LNA para banda ancha                        VDD                        Carga   VOUT             Red  ...
TEORIA DE LOS LNAs     Consideraciones de banda ancha► Adaptación de entrada de banda ancha► Carga de banda ancha
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TEORIA DE LOS LNAs          Consideraciones de banda ancha► Carga   de banda ancha          Carga RC                      ...
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TEORIA DE LOS LNAs                Consideraciones de banda ancha      ► Carga   de banda ancha                Shunt-peakin...
TEORIA DE LOS LNAs          Consideraciones de banda ancha► Carga   de banda ancha           Shunt-series-peaking         ...
TEORIA DE LOS LNAs                             Estructura propuesta 1                                                     ...
TEORIA DE LOS LNAs                 Amplificador realimentado resistivamente                  RL                           ...
TEORIA DE LOS LNAsEstructura propuesta 2                                        V                                        D...
TEORIA DE LOS LNAs                     ESTRUCTURAS PROPUESTAS             Cascodo                                         ...
INTRODUCCION              OBJETIVOSBLOQUE 1:              TECNOLOGÍA S35D4             TEORIA DE LOS LNAs             DISE...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOESTRUCTURA PROPUESTA 1: CASCODO                           VD D                               ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO   Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los   siguientes:         ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOMínima figura de ruido frente a la     corriente de polarización.
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO   Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los   siguientes:        ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO                      VD D                              RS                              LC   ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO               LB = 39,8 nH  High-pass               Cπ = 7,96 pF               LE = 8,84 nH ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO   Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los   siguientes:        ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOSEGUNDO DISEÑO: CASCODO REALIMETADO                                      VD D                ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO   Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los   siguientes:         ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO Mínima figura de ruido frente a la      corriente de polarización.
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO   Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los   siguientes:        ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO                                                                                   VD D      ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO      RL               RB  RE     1   gR gR         1 RS RS               F 1            ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO           RF  RL   Z OUT                                         RF  Z IN             RL ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO                                         V                                         DD        ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO                           RL =   300 ΩValor de los componentes   RF =   600 Ω               ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO   Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los   siguientes:        ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOOIP3=14        (dBm)                                    IIP3= ‐4                             ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO                                          V                                          DD      ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO                                        1 V                                 VGAIN            ...
DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOFrecuencia de trabajo (MHz)   De 470 a 862       Consumo (mW)                 14 Ganancia de ...
INTRODUCCION              OBJETIVOSBLOQUE 1:              TECNOLOGÍA S35D4             TEORIA DE LOS LNAs             DISE...
DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT                VGAIN              VCC                  S          G      S                       ...
DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT             18,5                                                 Esquematico             18,0    ...
DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT           -19,5           -19,6           -19,7           -19,8                               Esq...
DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT                 2,9                 2,8          Esquematico                 2,7          Typical...
DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT                  Esquemático      -9,0                                          S22              ...
INTRODUCCION              OBJETIVOSBLOQUE 1:              TECNOLOGÍA S35D4             TEORIA DE LOS LNAs             DISE...
MEDIDAS DEL DISEÑO
MEDIDAS DEL DISEÑO                     Set‐up parámetros S                                VNA         RF WIRE             ...
MEDIDAS DEL DISEÑOParámetros S en frecuencias de 250 MHz hasta 3 GHz                               20                     ...
MEDIDAS DEL DISEÑOParámetros S en frecuencias de 450 MHz hasta 900 MHz                               20                   ...
MEDIDAS DEL DISEÑOGanancia en frecuencias hasta 3 GHz variando VGain                 30                                   ...
MEDIDAS DEL DISEÑOGanancia en la frecuencia de trabajo variando VGain                     20                     15       ...
MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida del ruido
MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida del ruido
MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida del ruido
MEDIDAS DEL DISEÑO   Set‐up medida del ruidoBias-T Cable           Cable       corto           largo               LNA
MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida del ruido      Cable                                  Cable      largo           Bias-T Ca...
MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida del ruido
MEDIDAS DEL DISEÑO                    Set‐up medida del ruido          6,5         NFmed                      NFcorr      ...
MEDIDAS DEL DISEÑO                Set‐up medida del ruido          6,5                                                NFme...
MEDIDAS DEL DISEÑO                                   Set‐up medida de la linealidad                                       ...
MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida de la linealidad
MEDIDAS DEL DISEÑOMedida de la linealidad
MEDIDAS DEL DISEÑO                            Medida de la linealidadOIP3= 20  (dBm) 30                20                1...
INTRODUCCION              OBJETIVOSBLOQUE 1:              TECNOLOGÍA S35D4             TEORIA DE LOS LNAs             DISE...
CONCLUSIONES                         Simulaciones         LNA              post‐layout     Medidas                        ...
CONCLUSIONES     LNA          IUMA       Andreas   Patrick   Youchun                             Kämpe     Antoine    Liao...
CONCLUSIONES  Publicaciones en congresos internacionales:•“A SiGe Front‐End for a portable DVB‐H Receiver” en el XXII Conf...
INTRODUCCION              OBJETIVOSBLOQUE 1:              TECNOLOGÍA S35D4             TEORIA DE LOS LNAs             DISE...
PRESUPUESTO                   Descripción                 GastosCostes de recursos humanos                              20...
Universidad de Las Palmas de Gran CanariaEscuela Universitaria de Ingeniería Técnica de TelecomunicaciónDiseño de un Ampli...
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Diseño de un Amplificador de Bajo Ruido (LNA) para un Receptor Basado en el Estándar DVB‐H

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Proyecto Fin de Carrera del alumno Jonás Pérez Quintana para la EUITT de la ULPGC

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Diseño de un Amplificador de Bajo Ruido (LNA) para un Receptor Basado en el Estándar DVB‐H

  1. 1. Universidad de Las Palmas de Gran CanariaEscuela Universitaria de Ingeniería Técnica de TelecomunicaciónDiseño de un Amplificador de Bajo Ruido (LNA) para un receptor  basado en el Estándar  DVB‐HAutor:  D. Jonás Pérez Quintana            Tutor: Dr. D. Francisco Javier Del Pino Suárez Cotutor:   D. Hugo García Vázquez 
  2. 2. INTRODUCCION OBJETIVOSBLOQUE 1:  TECNOLOGIA S35D4 TEORIA DE LOS LNAs DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOBLOQUE 2:  DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT MEDIDAS DEL DISEÑO CONCLUSIONESBLOQUE 3:  PRESUPUESTO
  3. 3. Introducción al Estándar DVB‐H
  4. 4. Introducción al Estándar DVB‐HEl estándar DVB‐H (Digital Video Broadcasting ‐ Handheld) es una modificación del estándar DVB‐T (Digital Video Broadcasting ‐ Terrestrial). Los cambios más destacables se enumeran a continuación:  BAJO CONSUMO  MEJORA LA RECEPCION  COMPROMISO ENTRE CALIDAD Y TAMAÑO DE LA RED
  5. 5. Introducción al Estándar DVB‐HInformación general del estándar: Los canales los recibe de la misma forma que llega la televisión digital          terrestre.  Aporta calidades y formatos de audio y video muy superiores a lo que  estamos acostumbrados . En Europa sustituirá a la TV tradicional en abierto. Para la recepción de la señal no intervienen las operadoras moviles. Va  dirigido  no  solo  a  móviles,  sino  también  PDAS,  videoconsolas  portátiles… Los móviles para recibir la señal tendrán que ser de 2G o 3G.
  6. 6. Introducción al Estándar DVB‐HFrecuencias de trabajo UHF: 470 – 862 MHz Canales de 6, 7 y 8MHz
  7. 7. Introducción al Estándar DVB‐HEsquema de un receptor para DVB‐H
  8. 8. INTRODUCCION OBJETIVOSBLOQUE 1:  TECNOLOGIA S35D4 TEORIA DE LOS LNAs DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOBLOQUE 2:  DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT MEDIDAS DEL DISEÑO CONCLUSIONESBLOQUE 3:  PRESUPUESTO
  9. 9. OBJETIVOS Diseñar  un  amplificador  de  bajo  ruido  (LNA)  con  tecnología S35D4 para el estándar DVB‐H completamente  integrado  que  cumpla  con  las  especificaciones  necesarias  para formar parte de un receptor DVB‐H. Verificar  la  validez  de  la  tecnología  empleada  en  la  implementación de un LNA para dicho estándar.
  10. 10. OBJETIVOSCaracterísticas del LNA:Ganancia de potencia (dB) 20IIP3 (dBm) 0Figura de ruido (dB) 2.5Consumo (mW) Menor posibleImpedancia de entrada (Ohm) 50Impedancia de salida (Ohm) 50
  11. 11. INTRODUCCION OBJETIVOSBLOQUE 1:  TECNOLOGIA S35D4 TEORIA DE LOS LNAs DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOBLOQUE 2:  DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT MEDIDAS DEL DISEÑO CONCLUSIONESBLOQUE 3:  PRESUPUESTO
  12. 12. TECNOLOGÍA S35D4 4 metales y 2 polys Elementos pasivos Transistores MOSFET Transistores Bipolares
  13. 13. TECNOLOGÍA S35D4 RESISTENCIA CONDENSADOR Metal 1 A d Aislante Metal 2 BOBINA
  14. 14. TECNOLOGÍA S35D4 MOSFETBIPOLAR (HBT)
  15. 15. INTRODUCCION OBJETIVOSBLOQUE 1:  TECNOLOGIA S35D4 TEORIA DE LOS LNAs DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOBLOQUE 2:  DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT MEDIDAS DEL DISEÑO CONCLUSIONESBLOQUE 3:  PRESUPUESTO
  16. 16. TEORIA DE LOS LNAs Amplificador emisor común VDD vo Av    g m RL vi RL  Z in  V0 gm rb  re 1 g R g RF  1   m S  m 2S RS 2 g m RS 2 2 RS + Vi -
  17. 17. TEORIA DE LOS LNAs LNA para banda ancha VDD Carga VOUT Red adaptación M1 entradaRFIN
  18. 18. TEORIA DE LOS LNAs Consideraciones de banda ancha► Adaptación de entrada de banda ancha► Carga de banda ancha
  19. 19. TEORIA DE LOS LNAs Consideraciones de banda ancha► Adaptación de entrada de banda ancha Filtros en escalera o ladder filters L=R/ 0 ZIN C=1/ 0 R R
  20. 20. TEORIA DE LOS LNAs Consideraciones de banda ancha► Adaptación de entrada de banda ancha  s   s   0  Si trasladamos el filtro paso bajo           s   0  0
  21. 21. TEORIA DE LOS LNAs Consideraciones de banda ancha► Carga de banda ancha Carga RC -20 R C -25 Vout R dB(vout) -30 Vout -35 C Vin Z OUT -40 1E9 1E10 1E11 freq, Hz BWRC = 1/RC
  22. 22. TEORIA DE LOS LNAs Consideraciones de banda ancha ► Carga de banda ancha Series-peaking Variamos Lseries L -10 R -20 L Vout ZOUT dB(vout3) C -30 R -40 CVin -50 Vout -60 1E9 1E10 1E11 freq, Hz Mejora BWRC* 1.41
  23. 23. TEORIA DE LOS LNAs Consideraciones de banda ancha ► Carga de banda ancha Shunt-peaking Variamos Lshunt L -15 -20 dB(vout2) R ZOUT L -25 Vout C -30 R -35 CVin Vout -40 1E9 1E10 1E11 freq, Hz Mejora BWRC* 1.85
  24. 24. TEORIA DE LOS LNAs Consideraciones de banda ancha► Carga de banda ancha Shunt-series-peaking Variamos Lseries y Lshunt Lshunt Ls eries -10 ZOUT -20 R -30 dB(vout4) Ls eries Vout Lshunt C -40 -50 R -60 CVin Vout -70 1E9 1E10 1E11 freq, Hz
  25. 25. TEORIA DE LOS LNAs Estructura propuesta 1 V V DD DD R S R S L C L C V OU T V OU T Q 2 C Q 1 C Q 1 R S C R L B L S C B E L B L + B E +VIN V IN - -
  26. 26. TEORIA DE LOS LNAs Amplificador realimentado resistivamente RL VDD  g m RL vo RF  g m RL Av    vi R R 1 L 1 L RF RF RL RF V0 R  RL R  RL Z in  F  F ( 1  g m RL ) g m RL rb  re 1 g R g R 1 RS RSF  1   m S  m 2S   RS RS 2 g m RS 2 2 2 2 g m RF RF + Vi -
  27. 27. TEORIA DE LOS LNAsEstructura propuesta 2 V DD R A V OUT R B C A V GAIN C R S + VIN -
  28. 28. TEORIA DE LOS LNAs ESTRUCTURAS PROPUESTAS Cascodo Cascodo realimentado V DD V DD R S R A V OUT L C R B V C A V G AIN OU T Q 2 C Q 1 C R S C R L B B L S E + +VIN VIN - -
  29. 29. INTRODUCCION OBJETIVOSBLOQUE 1:  TECNOLOGÍA S35D4 TEORIA DE LOS LNAs DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOBLOQUE 2:  DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT MEDIDAS DEL DISEÑO CONCLUSIONESBLOQUE 3:  PRESUPUESTO
  30. 30. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOESTRUCTURA PROPUESTA 1: CASCODO VD D RS LC VOU T Q2 C Q1 RS LB CB LE + VIN -
  31. 31. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los siguientes: Configuración de la polarización del LNA. Adaptación de entrada y de salida. Verificación y optimización de resultados.
  32. 32. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOMínima figura de ruido frente a la  corriente de polarización.
  33. 33. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los siguientes:  Configuración de la polarización del LNA. Adaptación de entrada y de salida. Verificación y optimización de resultados.
  34. 34. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO VD D RS LC VOU T Q2 C Q1 RS LB CB LE +VIN -
  35. 35. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO LB = 39,8 nH High-pass Cπ = 7,96 pF LE = 8,84 nH Low-pass CB = 3,53 pF
  36. 36. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los siguientes:  Configuración de la polarización del LNA. Adaptación de entrada y de salida. Verificación y optimización de resultados.
  37. 37. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOSEGUNDO DISEÑO: CASCODO REALIMETADO VD D R L VOU T R F C F V GAIN C RS + VIN -
  38. 38. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los siguientes: Configuración de la polarización del LNA. Adaptación de entrada y de salida. Verificación y optimización de resultados.
  39. 39. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO Mínima figura de ruido frente a la  corriente de polarización.
  40. 40. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los siguientes:  Configuración de la polarización del LNA. Adaptación de entrada y de salida. Verificación y optimización de resultados.
  41. 41. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO VD D RL R LAv  r e R VOU T 1 L R F RF C F V GAIN RF  RL Z OUT  RFZ IN  RL RBIAS RF r e C 1 re re RS + VIN - 50 Ω RB  RE 1 g R g R 1 RS RSF 1   m S  m 2S   RS 2 g m RS 2 2 2 2 g m RF RF
  42. 42. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO RL RB  RE 1 gR gR 1 RS RS F 1   m S  m 2S  Av  r e RS 2gmRS 2 2 2gm RF RF 2 R 1 L RF RF
  43. 43. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO RF  RL Z OUT  RF Z IN  RL RBIAS RF r e 1 re re
  44. 44. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO V DD R L V O UT R F C F V GAIN C LB R S + VIN -
  45. 45. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO RL = 300 ΩValor de los componentes RF = 600 Ω RBIAS = 300 Ω
  46. 46. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO Los pasos que vamos a seguir para el diseño de este circuitoson los siguientes:  Configuración de la polarización del LNA.  Adaptación de entrada y de salida. Verificación y optimización de resultados.
  47. 47. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO
  48. 48. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO
  49. 49. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO
  50. 50. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOOIP3=14        (dBm) IIP3= ‐4  (dBm)
  51. 51. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO V DD R L V O UT R F C F V GAIN C LB R S + VIN -
  52. 52. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICO 1 V  VGAIN 3 V 
  53. 53. DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOFrecuencia de trabajo (MHz) De 470 a 862  Consumo (mW) 14 Ganancia de potencia (dB) 19 max ‐ ∆ 10 Figura de ruido (dB) 1.7 IIP3 (dBm) ‐4 OIP3 (dBm) 14Impedancia de entrada (Ω) 50 Impedancia de salida (Ω) 50
  54. 54. INTRODUCCION OBJETIVOSBLOQUE 1:  TECNOLOGÍA S35D4 TEORIA DE LOS LNAs DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOBLOQUE 2:  DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT MEDIDAS DEL DISEÑO CONCLUSIONESBLOQUE 3:  PRESUPUESTO
  55. 55. DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT VGAIN VCC S G S RL G GRFIN  RFVBIAS S LB Q1,Q2 S RFOUT CF G G
  56. 56. DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT 18,5 Esquematico 18,0 Typical case 17,5 Worst case 17,0 16,5 16,0 15,5Ganan (dB) 15,0 14,5 14,0 13,5 13,0 12,5 12,0 11,5 11,0 400 500 600 700 800 900 Freq (MHz)
  57. 57. DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT -19,5 -19,6 -19,7 -19,8 Esquemático -19,9 Typical case -20,0 Worst case -20,1 -20,2S12 (dB) -20,3 -20,4 -20,5 -20,6 -20,7 -20,8 -20,9 -21,0 -21,1 -21,2 400 500 600 700 800 900 Freq (MHz)
  58. 58. DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT 2,9 2,8 Esquematico 2,7 Typical case 2,6 Worst case 2,5 2,4Figura NF (dB) 2,3 2,2 2,1 2,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 400 500 600 700 800 900 Freq (MHz)
  59. 59. DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT Esquemático -9,0 S22 S11 -9,5 -10,0 -10,5dB -11,0 -7,5 -8,0 S22 -11,5 S11 -8,5 -12,0 -9,0 -12,5 -9,5 -10,0 -13,0 400M 500M 600M 700M 800M 900M -10,5 dB Frecuencia -11,0 -7,5 -11,5 -8,0 S22 -12,0 S11 -8,5 -12,5 -9,0 -13,0 -9,5 -13,5 -10,0 -14,0 -10,5dB -11,0 400M 500M 600M 700M 800M 900M -11,5 Frecuencia -12,0 -12,5 -13,0 -13,5 Typical case -14,0 400M 500M 600M 700M 800M 900M Frecuencia Worst Case
  60. 60. INTRODUCCION OBJETIVOSBLOQUE 1:  TECNOLOGÍA S35D4 TEORIA DE LOS LNAs DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOBLOQUE 2:  DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT MEDIDAS DEL DISEÑO CONCLUSIONESBLOQUE 3:  PRESUPUESTO
  61. 61. MEDIDAS DEL DISEÑO
  62. 62. MEDIDAS DEL DISEÑO Set‐up parámetros S VNA RF WIRE RF WIRE POWER SUPPLY DC WIRES DC-BLOCKSBIAS-T PROBE SGS VGain GND VCC GND GND PROBE GSG PROBE GSG OUT IN LNA GND GND
  63. 63. MEDIDAS DEL DISEÑOParámetros S en frecuencias de 250 MHz hasta 3 GHz 20 S11 S21 15 S12 10 S22 5 Parametros S (dB) 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 500 1000 1500 2000 2500 3000 Freq (MHz)
  64. 64. MEDIDAS DEL DISEÑOParámetros S en frecuencias de 450 MHz hasta 900 MHz 20 15 10 S11 5 S21 Parametros S (dB) 0 S12 -5 S22 -10 -15 -20 -25 -30 -35 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 Freq (MHz)
  65. 65. MEDIDAS DEL DISEÑOGanancia en frecuencias hasta 3 GHz variando VGain 30 vgain1 25 vgain1.5 vgain2 20 vgain2.5 vgain3 15 Gain 10 5 0 -5 -10 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Freq (MHz)
  66. 66. MEDIDAS DEL DISEÑOGanancia en la frecuencia de trabajo variando VGain 20 15 10 Gain (dB) 5 0 vgain1 vgain1.5 vgain2 -5 vgain2.5 vgain3 -10 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 Freq (MHz)
  67. 67. MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida del ruido
  68. 68. MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida del ruido
  69. 69. MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida del ruido
  70. 70. MEDIDAS DEL DISEÑO Set‐up medida del ruidoBias-T Cable Cable corto largo LNA
  71. 71. MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida del ruido Cable Cable largo Bias-T Cable largo corto Atenuación=1.51dB Cable Cable largo largo Atenuación=0.64dB Bias-T Cable corto Atenuación=0.87dB
  72. 72. MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida del ruido
  73. 73. MEDIDAS DEL DISEÑO Set‐up medida del ruido 6,5 NFmed NFcorr 6,0 5,5 5,0NF (dB) 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 Freq (MHz)
  74. 74. MEDIDAS DEL DISEÑO Set‐up medida del ruido 6,5 NFmed NFcorr 6,0 5,5 5,0NF (dB) 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 450 500 550 600 650 700 750 800 850 900 Freq (MHz)
  75. 75. MEDIDAS DEL DISEÑO Set‐up medida de la linealidad FUENTE DE ALIMENTACION GENERADOR DE SEÑAL CABLE DC PUNTA SGS ANALIZADOR DE ESPECTROS 666 MHz CABLE RF VGAIN=1.5 a 3 V VCC = 3.3 V VGAIN GND VCC CABLE RF D C-BLOCK GND GND PUNTA GSG PUNTA GSG MINI-CIRCUITS 50-1000 MHz SPLITTER ZFSCJ-2-4 CABLES RF OUT IN BIAS-T LNA CABLES RF GND GND CABLE RF 666.1 MHzGENERADOR DE SEÑAL
  76. 76. MEDIDAS DEL DISEÑOSet‐up medida de la linealidad
  77. 77. MEDIDAS DEL DISEÑOMedida de la linealidad
  78. 78. MEDIDAS DEL DISEÑO Medida de la linealidadOIP3= 20  (dBm) 30 20 10 0 -10 Pout (dBm) -20 -30 -40 -50 -60 -70 Poutfund -80 Poutint -90 -30 -20 -10 0 10 IIP3= 6  Pin (dBm) (dBm)
  79. 79. INTRODUCCION OBJETIVOSBLOQUE 1:  TECNOLOGÍA S35D4 TEORIA DE LOS LNAs DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOBLOQUE 2:  DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT MEDIDAS DEL DISEÑO CONCLUSIONESBLOQUE 3:  PRESUPUESTO
  80. 80. CONCLUSIONES Simulaciones  LNA post‐layout Medidas LNA S21 (dB) 18,2 15 NF (dB) 1,9 2,7 Consumo (mW) 14 11,25Frec. De medida (MHz) 470-862 470-862 IIP3 (dBm) -5 6 ITOTAL (mA) 4,2 3,4 Vcc (V) 3,3 3,3
  81. 81. CONCLUSIONES LNA IUMA Andreas Patrick Youchun Kämpe Antoine Liao Tecnología SiGe CMOS SiGe CMOS Vdd (V) 3,3 3,3 2,8 2,5Consumo (mW) 11,25 36 47,6 30Frec. De medida 470-862 470-862 470-862 50-860 (MHz) Ganancia de 15 26 14 13,4 potencia(dB) IIP3 (dBm) 6 4,5 12 3,3 NF (dB) 2,7 4,1 8 3,5 Referencia Este [22] [21] [23] proyecto
  82. 82. CONCLUSIONES Publicaciones en congresos internacionales:•“A SiGe Front‐End for a portable DVB‐H Receiver” en el XXII Conference on Design of Circuits and Integrated Systems (Sevilla 2007)•“A BiCMOS Chipset for a DVB‐H front‐end receiver” en el XXIII Conference on Design of Circuits and Integrated Systems (Grenoble 2008) 
  83. 83. INTRODUCCION OBJETIVOSBLOQUE 1:  TECNOLOGÍA S35D4 TEORIA DE LOS LNAs DISEÑO A NIVEL DE ESQUEMATICOBLOQUE 2:  DISEÑO A NIVEL DE LAYOUT MEDIDAS DEL DISEÑO CONCLUSIONESBLOQUE 3:  PRESUPUESTO
  84. 84. PRESUPUESTO Descripción GastosCostes de recursos humanos 209,15€Costes de ingeniería 32.256€Costes de amortización 237,8€Costes de medida 1099,23€Costes de fabricación 450€Otros costes 151,00€ PRESUPUESTO FINAL 34.403,18€ TOTAL (IGIC 5%) 36.123,77€
  85. 85. Universidad de Las Palmas de Gran CanariaEscuela Universitaria de Ingeniería Técnica de TelecomunicaciónDiseño de un Amplificador de Bajo Ruido (LNA) para un receptor  basado en el Estándar  DVB‐HAutor:  D. Jonás Pérez Quintana            Tutor: Dr. D. Francisco Javier Del Pino Suárez Cotutor:   D. Hugo García Vázquez 

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