پایان نامه ارشد برق طراحی و شبیه سازی فرستنده فرا پهن باند

اختصاصی از رزفایل پایان نامه ارشد برق طراحی و شبیه سازی فرستنده فرا پهن باند دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

چکیده:

فناوری های فراپهن باند با ایجاد ارتباطات بدون سیم با سرعت انتقال بسیار بالا، به عنوان طلایه دار روش های ارتباطی بی سیم مطرح هستند.

علاوه بر کاربردهای پرسرعت، فناوری فراپهن باند به دلیل مصرف توان و پیچیدگی کمتر به عنوان جایگزین بسیار کم هزینه ای برای سیستم های انتقال اطلاعات کنونی است.

در این پایان نامه، سعی بر معرفی چندین روش طراحی فرستنده فراپهن باند شده است و در نهایت با بررسی طرح های انجام شده، طرحی نهایی با رفع نقایص و بهینه سازی طرح های گذشته پیشنهاد شده است. سرانجام کلیه روش های پیشنهادی با یکدیگر مقایسه خواهند شد.

خلاصه ای از مطالب فصل های این پایان نامه به صورت زیر است:

در فصل اول به معرفی کلی فناوری فراپهن باند می پردازیم. اصول دریافت و ارسال اطلاعات را بررسی می کنیم و مزایای این فناوری نسبت به روش های متداول را مقایسه خواهیم کرد.

در فصل دوم با انواع روش های ارتباطات بی سیم، تکنیک های متداول مدولاسیون آشنا خواهیم شد و در میان آنها به معرفی تکمیلی «فراپهن باند»، چگونگی سیگنال های مورد استفاده و نحوه انتقال اطلاعات می پردازیم.

در فصل سوم، روابط پایه ریاضی برای تشکیل پالس های گوسی فراپهن باند، به عنوان مقدمات نظری طراحی بحث شده است.

در فصل چهارم سه طرح اصلی با مدولاسیون یکسان جابه جایی پالس به عنوان اساس کار طراحی نهایی، تشریح شده اند. از سه روش ارایه شده در این فصل، طرح اول به عنوان یک فرستنده کاربردی ساده مورد مقایسه قرار می گیرد. طرح دوم که در واقع پایه طراحی نهایی این پایان نامه است، با هدف بیان نقاط ضعف و قوت طرح اولیه ارایه شده است.

در نهایت طرح سوم که به دلیل دارا بودن پایین ترین سطح توان مصرفی نسبت به تکنولوژی های گذشته، انتخاب شده است. این خصوصیت مهم، دلیل موجهی است که ما را بر آن داشت که این روش در تکنولوژی 0.18u و توسط SPICE تحلیل و شبیه سازی کنیم و از نتایج آن برای مقایسه نهایی بهره می گیریم.

در پایان فصل پنجم بر پایه دومین روش طراحی در بخش گذشته و همچنین با بهره گرفتن از برخی تکنیک های کاهش توان در طرح سوم، اقدام به طراحی نهایی نموده ایم. علاوه بر آن نگاهی نیز به محدوده مجاز استاندارد  FCC داریم تا خروجی مدار درون محدوده مجاز قرار گیرد.

در انتها تمام روش های پیشنهادی برای نتیجه گیری مورد مقایسه قرار می گیرند.

نتایج شبیه سازی نشان خواهد داد که فرستنده پیشنهادی با دارا بودن بیشترین سطح ولتاژ خروجی به میزان 200mV، پایین ترین سطح توان مصرفی یعنی 2mV را داراست که پیشرفت قابل ملاحظه ای در طراحی فرستده های کم توان است.

1-1_ مقدمه

امروزه، بازار سرگرمی های شبکه ای خانگی با سرعت زیادی در حال توسعه می باشد. مصرف روزافزون تجهیزات دیجیتالی مانند DVD Player ها، تلویزیون های ماهواره ای، اینترنت باند وسیع و غیره لزوم وجود یک لینک انتقال اطلاعات مطمئن برای فواصل کوچک (چندین سانتی متر تا حدود ده متر) و ظرفیت بالا (بیش از 100Mbit/s) را مطرح می کند. خصوصیت «قابل حمل بودن» یکی از قابلیت های کلیدی بیشتر کاربردهای جدید می باشد و این مساله باعث می شود که بهینه سازی توان مصرفی یک نیاز ضروری شود. هزینه ها و قیمت نیز فاکتور بسیار مهمی در کاربردهای پر طرفدار است.

لینک های رادیویی «فراپهن باند»، پتانسیل پیاده سازی کلیه موضوعات مطرح شده را دارد. همه موارد فوق این روش جدید ارسال را به کاندید بسیار مناسبی برای کاربردهای شبکه ای مانند شبکه های محلی بی سیم WLAN، شبکه های شخصی بی سیم WPAN و یا   WBAN  (Wireless Body Area Network تبدیل می کند. «فرا پهن باند» در واقع مبحث جدیدی نمی باشد. این روش در دهه 60 به جهان علم عرضه شد و اولین بار برای مطالعه بر روی تاثیرات ناپایدار شبکه های مایکرو ویو مورد استفاده قرار گرفت. امروزه، مطالعات جدیدی با هدف توسعه استفاده از این روش در ارسال بی سیم اطلاعات برای کاربردهای مصرفی در حال انجام است.

فصل اول:

آشنایی با مفهوم فراپهن باند

1-2) تاریخچه «فراپهن باند»

در 1984، یک ایتالیایی به نام «گولیلمو مارکونی» هنگام گذران تعطیلات در آلپ به مقاله ای در مجله ای برخورد کرد که توجه وی را به خود جلب کرد. هفت سال قبل، یک پروفسور فیزیک 31 ساله به اسم «هاینریش هرتز» سر کلاس درس خود پدیده الکترومغناطیس را با تولید امواج رادیویی به اثبات رساند. مارکونی از آن زمان کار بر روی فرستنده هایی که پالس های کد شده (کدینگ مورس) را در آزمایشگاه وی می فرستادند شروع کرد.

نتیجه این تحقیقات در 23 ژانویه 1901 به ثمر رسید و گولیلمو مارکونی اولین ارسال بی سیم را در طول افق از شهر «ایسل» در «وایت» به شهر «کورن وال» در انگلیس از روی دریای آتلانتیک انجام داد. این اولین مدل «ضربه رادیویی» بود، خیلی زود بعد از این اتفاق وی موفق به ارسال پالس تا فاصله  300Km با استفاده از ارسال حرف S با کدرینگ دیجیتال مورس گردید.

تحقیقات بر روی «ضربه رادیویی» ادامه داشت و در اواخر دهه هفتاد و اوایل دهه هشتاد «لاری فولرتن» از روشی به نام «مدولاسیون زمانی فراپهن باند» (TMUWB) برای اثبات عملی بودن روش توان پایین «ضربه رادیویی» استفاده کرد. در زمان حال محققان هنوز بر روی ارسال ضربه ها کار می کنند، اما به جای استفاده از سیم پیچ ها و خازن های حجیم مارکونی و هرتز، فرستنده های امروزی از مدارهای مجتمع کوچک و دیودهای تونل ساخته می شوند. پالس های ارسالی دیگر مانند نمونه های اولیه فرستنده ها ناهموار و نامنظم نمی باشند. فرستنده مارکونی فقط می توانست 10 بیت در ثانیه ارسال کند، در حالی که تکنولوژی «فراپهن باند» می تواند تا 100 میلیون بیت را در همان زمان ارسال نماید.

تعداد صفحات: 143