Ultra-low power, low-voltage transmitter at ism band for short range transceivers

Abstract

Kısa Menzilli Alıcı-Vericiler için ISM Bandı'ndaki Ultra Düsük GüçDüsük Gerilim VericiRamy RadyÖzTeknolojinin hayatımızın her alanında artan kullanımı, birçok yeni uygulama ve iletisimstandardının ortaya çıkmasına yol açmıstır. Suan üzerinde en çok çalısılan konulardanbirisi kabloya dayalı mevcut iletisim sistemlerinin kablosuz sistemlerle, nesnelerin interneti(IOT) gibi birçok alanda degistirilmesidir. WSN ve BAN, elektronik devrelerinküçük bir sensör seklinde dizayn edilerek kullanıldıgı örneklerdir. Bu devreler ufak sensördügümlerinde olusmakta ve eglenceden tıbbi uygulamalara kadar birçok alanda kullanımimkanı sunmaktadır. Bu egilim, arastırmaların alıcı-verici sistemlerin yeni kosulve gereksinimlerde daha iyi performance gösterecek sekilde optimize edilmesine odaklanmıstır.Devre alanını küçültülmesi ve güç tüketiminin azaltılması gibi yeni gereksinimler,daha uzun ömürlü piller ve daha küçük boyutta cihazlara sahip olmamıza olanak saglamaktadır.CMOS teknolojisi, devre alanını optimize eldilmesine transistör boyutundakiküçülmeyle yardım etmektedir. Kablosuz alıcı -vericiler kapsamlı olarak çalısılmıs veolgunlastırılmıstır fakat yeni gereksinimlerle birlikte farklı optimizasyon teknikleri dahaiyi sonuç verebilir. Analog devre tasarımının karakteri geregince bir problem için onlarcaçözüm vardır ve bunların herbirisi farklı özelliklerde ve uygulamalarda daha iyiperformance göstermektediler. Yani bir problem için tek bir çözüm yoktur. Standartlarfarklı tedarikçilere ait cihazların birbirleriyle iletisim kurabilmesine olanak saglar,bu yüzden tasarımımı bu standartlara olabildigince uyumlu yapabilmek en büyük motivasyonumdu.Sistem perspektifi devrenin alan ve güç tüketimini optimize etmek içinönemlidir çünkü verici mimarisi devre tasarımını degistirebilmektedir. Devre tasarımıperspektifinden bakıldıgında güç tüketimini azaltmaya çalısmak yeni tekniklerle aynıislevi görebilecek bir devre olusturmak yada yeni bir sistem olusturmak demektir. Yenitrendlerden esinlenerek bu çalısmada, endüstri ve arastırmalara katkı saglamak amacıylabir ürün hazırlamaya çalısacagım.Anahtar Sözcükler: Elektronik ve iletisim mühendisligi, Entegre Devreler, RadyoFrekansı, ISM BAND, Düsük Güç Düsük Gerilim Devreleri, UMC 65nm, Kısa MenzilliIletisim, BAN, WSN, Güç Amplifikatörüe bunların herbirisi farklıözelliklerde ve uygulamalarda daha iyi performancegöstermektediler. Yani bir problem için tek bir çözüm yoktur. Standartlar farklıtedarikçilereait cihazların birbirleriyle iletişim kurabilmesine olanak sağlar, bu yüzdendizaynımıbu standartlara olabildiğince uyumlu yapabilmek en büyük motivasyonumdu.Sistem görünüm perspektifi devrenin alan ve güç tüketimini optimize etmek için öenmlidirçünkü verici mimarisi devre tasarımınıdeğiştirebilmektedir. Devre tasarımıperspektivindenbakıldığında güç tüketimini azaltmaya çalışmak yeni tekniklerle aynıişlevi görebilecekbir devre oluşturmak yada yeni bir sistem oluşturmak demektir. Yeni trendlerdenesinlenerek bu çalışmada, endüstri ve araştırmalara katkısağlamak amacıyla bir ürünhazırlamaya çalışacağım. . . .

Ultra-Low Power, Low-Voltage Transmitter at ISM Band for ShortRange TransceiversRamy RadyAbstractThe increasing demand for technology to be used in every aspect of our lives has led theway to many new applications and communication standards. WSN and BAN are someof the new examples that utilize electronic circuit design in the form of very small sensorsto perform their applications. They consist of small sensor nodes and have applicationsranging from entertainment to medicine. Requirements such as decreasing the area andthe power consumption help to have longer-lasting batteries and smaller devices. Thestandard paves the way for the devices from different vendors to communicate with eachother, and that motivates us to make designs as compatible with the standard as it canbe. In this thesis, an ultra-low power high efficient transmitter with a small area workingat 2.4 GHz have been designed for BAN applications. A study on the system-viewperspective is important in optimizing the area and power since the transmitter architecturecan change the circuit design. From a circuit design perspective, seeking to decreasepower consumption means thinking of new techniques to implement the same functionor a new system. Inspired by new trends, this research presents a design solution to thepreviously mentioned problem and hopefully, after fabrication, the measured results willmatch the simulated results to prove the validity of the design.