Bộ thu phát RF đã được thực hiện bằng công nghệ CMOS 0,25μm, đơn cực với 5 lớp kim loại. Tổng diện tích của chip là 22mm2 và được tích hợp trên một chip 64 chân. Sơ đồ cấu tạo của chip được biểu thị trên hình 15. Bộ thu phát làm việc ở điện áp cung cấp 2,5V. Công suất tiêu hao tổng của toàn bộ hệ thống là 790mW, bao gồm cả 22dBm dùng
cho bộ khuếch đại công suất. Bộ thu và bộ tổng hợp có công suất tiêu thụ tương ứng là 250mW và 180mW[4].
Hiện tại, bộ thu phát đã được tích hợp trong các hệ thống vô tuyến làm việc ở tốc độ cao, tương thích với chuẩn IEEE 802.11a, LAN không dây. Các thông số kỹ thuật chính của chip được tóm tắt trên bảng 1.
Bảng 1. Một số thông số cơ bản của IC[4]
Mức công suất phát 22dBm
Hệ số tạp âm hệ thống thu 8dB
Tạp âm pha (Df = 1MHz) -112dBc/Hz
Nguồn cấp 2,5V& 3,3V I/O
Công suất tổn hao phát 790mW
Công suất tổn hao thu 250mW
Công suất tổn hao ở bộ tổng hợp tần số 180mW
Công nghệ thực hiện CMOS 0,25mm 1P5M
Kiểu dáng IC 64 chân LPCC
Kích thước 22mm2
V. Kết luận
Bộ thu phát vô tuyến theo chuẩn IEEE 802.11a đã được thiết kế bằng công nghệ CMOS 0,25μm dùng chủ yếu trong các ứng dụng của mạng LAN không dây. Thiết kế đã hạn chế được những nhược điểm của việc dùng các bộ lọc IF ngoài bằng cách sử dụng các bộ lọc có loại bỏ tần số ảnh trong bộ phát và dùng tần số trung tần rất cao là 1GHz trong bộ thu. Bằng cách dùng bộ đổi tần kép kết hợp với sự dịch tần số IF, vì vậy chỉ cần một bộ tổng hợp tần số. Điều này đồng nghĩa với việc giảm công suất tiêu thụ và diện tích chip.
Bộ thu phát tích hợp gồm một bộ phát có công suất đầu ra là 22dBm, một bộ thu với hệ số tạp âm là 8dB, và một bộ tổng hợp với tạp âm pha là -112dBc/Hz với độ dịch tần là 1MHz[4].
Trên thực tế, công nghệ CMOS đóng một vai trò hết sức quan trọng trong các ứng dụng vô tuyến. Vì vậy, sự ra đời của công nghệ CMOS 0,25μm đã có tác động rất mạnh đến lĩnh vực này. Nó đã giải quyết được phần nào vấn đề về giảm kích thước và hạ giá thành sản phẩm.
Thêm nữa, cùng với sự phát triển của các công nghệ mới trong việc chế tạo IC, đặc biệt là công nghệ ASIC, sẽ cho ra đời các sản phẩm mạch tích hợp có kích thước ngày càng nhỏ gọn, giá thành hạ với chất lượng cao và tính năng sử dụng hết sức linh hoạt. ứng dụng của chúng không những chỉ bó hẹp trong lĩnh vực ứng dụng vô tuyến mà còn mở rộng sang nhiều lĩnh vực khác.
6. Định hướng nghiên cứu đề tài .
“ Nghiên cứu thiết kế, chế tạo vi mạch thu siêu cao tần trong hệ thống thông tin định vị vệ tinh băng tần C và Ku “
Định hướng mục tiêu:
1. Làm chủ công nghệ thiết kế vi mạch cao tần CMOS.
2. Thiết kế hoàn chỉnh các mô-đun chức năng: LNA, PLL, VCO, MIXER, IF amplifier.
Yêu cầu
1. Một bản thiết kế tích hợp các mô-đun chức năng sau đây dùng để đặt hàng chế tạo: - LNA (tần số: 4 ÷ 12 GHz, hệ số tạp: ≤ 2.5dB, hệ số khuếch đại: ≥ 20dB);
- VCO (dải tần: 4 ÷ 6 GHz và 8 ÷ 12 GHz). - PLL (dải tần: 4 ÷ 12 GHz);
- MIXER (tần số cao tần: 4 ÷ 12 GHz, tần số trung tần: 20 ÷ 100 MHz, hệ số tạp: ≤ 8dB);
- IF Amplifier (tần số: 20 ÷ 100 MHz, hệ số khuếch đại: ≥ 80dB, có các cơ chế điều chỉnh hệ số khuếch đại: theo tạp âm, tức thời, bằng tay…).
2. Chip thu siêu cao tần hoàn chỉnh được chế tạo với công nghệ CMOS có các tính năng cơ bản sau:
- Khuếch đại cao tần: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Dải tần số làm việc: 4 ÷ 12 GHz; + Hệ số tạp: ≤ 2.5dB;
+ Hệ số khuếch đại: ≥ 20dB;
+ Dải điều chỉnh hệ số khuếch đại: 10÷20 dB; + Trở kháng vào: 50 Ω;
- Dao động tại chỗ: Dải tần: 4 ÷ 6 GHz và 8 ÷ 12 GHz. - Khuếch đại trung tần:
+ Tần số trung tần: 20 ÷ 100 MHz; + Hệ số khuếch đại: ≥ 80dB;
+ Cơ chế tự động điều chỉnh khuếch đại theo thời gian trong chế độ xung; + Cơ chế tự động điều chỉnh khuếch đại theo tạp âm;
+ Cơ chế tự động điều chỉnh khuếch đại tức thời. + Cơ chế điều chỉnh khuếch đại bằng tay;