El documento describe el análisis y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz. Se analizan los diferentes componentes del receptor como amplificadores de bajo ruido, filtros pasabanda y mezclador mediante simulaciones y medidas. Se comparan los resultados de las simulaciones con las mediciones realizadas con analizador de espectros y de parámetros de red. El objetivo es caracterizar cada componente y el receptor completo para validar su funcionamiento a la frecuencia de 915 MHz.
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHzRFIC-IUMA
En el presente proyecto se ha realizado un análisis completo de un receptor inalámbrico a 915 MHz.
Para su elaboración, se ha tenido que repasar los parámetros característicos de RF. Dicho análisis se ha centrado en el estudio de la ganancia, del ruido (donde se ha diferenciado entre el ruido Térmico, el ruido Shot y el ruido Flicker, así como el generado por los componentes de los circuitos integrados de RF) y la figura de ruido, del Punto de Intercepción de Tercer Orden, y del coeficiente de onda estacionario, ya que son los parámetros más importantes de un receptor de RF.
Otro análisis que se ha realizado es el de la instrumentación a utilizar. Consta principalmente de un analizador de RF, un analizador de espectros, y de otros elementos tales como una fuente de ruido y de un generador de señales.
Una vez analizada la estructura del receptor, elegidos y comprados los componentes, se han realizado simulaciones con ADS y se han caracterizado en el laboratorio mediante medidas, cada componente por separado. Acto seguido se ha comparado los resultados de los dos análisis.
A continuación se ha realizado el análisis del conjunto. El procedimiento ha sido el mismo que en apartado anterior: se ha simulado con ADS y caracterizado en el laboratorio mediante medidas, para posteriormente realizar una comparativa de los resultados.
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHzRFIC-IUMA
En el presente proyecto se ha realizado un análisis completo de un receptor inalámbrico a 915 MHz.
Para su elaboración, se ha tenido que repasar los parámetros característicos de RF. Dicho análisis se ha centrado en el estudio de la ganancia, del ruido (donde se ha diferenciado entre el ruido Térmico, el ruido Shot y el ruido Flicker, así como el generado por los componentes de los circuitos integrados de RF) y la figura de ruido, del Punto de Intercepción de Tercer Orden, y del coeficiente de onda estacionario, ya que son los parámetros más importantes de un receptor de RF.
Otro análisis que se ha realizado es el de la instrumentación a utilizar. Consta principalmente de un analizador de RF, un analizador de espectros, y de otros elementos tales como una fuente de ruido y de un generador de señales.
Una vez analizada la estructura del receptor, elegidos y comprados los componentes, se han realizado simulaciones con ADS y se han caracterizado en el laboratorio mediante medidas, cada componente por separado. Acto seguido se ha comparado los resultados de los dos análisis.
A continuación se ha realizado el análisis del conjunto. El procedimiento ha sido el mismo que en apartado anterior: se ha simulado con ADS y caracterizado en el laboratorio mediante medidas, para posteriormente realizar una comparativa de los resultados.
Presentación del Trabajo Fin de Grado de Guillermo Ojeda, titulado Diseño de un Cabezal de Recepción para el estándar IEEE 802.15.4 en tecnología CMOS de 65 nm. Defendido el mes de julio de 2017 con mención en matrícula de honor.
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Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
1. Caracterización y simulación de un
receptor inalámbrico a 915 MHz
Autor: Héctor Cabrera Santana
Tutores: Dr. Francisco Javier del Pino Suárez
Dr. Sunil Lalchand Khemchandani
2. Índice
• Bloque I: Introducción
Receptor heterodino
Instrumentación
• Bloque II: Análisis de componentes
ZX60-0916LN+ (LNA)
VBFZ-925+ (BPF)
ZEM-4300+ (MIXER)
ZOS-1025+ (OSC)
ZFL-1000LN+ (LNA)
SBP-70+ (BPF)
• Bloque III: Análisis del receptor
• Bloque IV: Conclusiones
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
3. Índice
• Bloque I: Introducción
Receptor heterodino
Instrumentación
• Bloque II: Análisis de componentes
ZX60-0916LN+ (LNA)
VBFZ-925+ (BPF)
ZEM-4300+ (MIXER)
ZOS-1025+ (OSC)
ZFL-1000LN+ (LNA)
SBP-70+ (BPF)
• Bloque III: Análisis del receptor
• Bloque IV: Conclusiones
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
4. Índice
• Bloque I: Introducción
Receptor heterodino
Instrumentación
• Bloque II: Análisis de componentes
ZX60-0916LN+ (LNA)
VBFZ-925+ (BPF)
ZEM-4300+ (MIXER)
ZOS-1025+ (OSC)
ZFL-1000LN+ (LNA)
SBP-70+ (BPF)
• Bloque III: Análisis del receptor
• Bloque IV: Conclusiones
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
8. Índice
• Bloque I: Introducción
Receptores
Instrumentación
• Bloque II: Análisis de componentes
ZX60-0916LN+ (LNA)
VBFZ-925+ (BPF)
ZEM-4300+ (MIXER)
ZOS-1025+ (OSC)
ZFL-1000LN+ (LNA)
SBP-70+ (BPF)
• Bloque III: Análisis del receptor
• Bloque IV: Conclusiones
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
9. Introducción
• Analizador de RF
– Agilent N9912A FieldFox
Rango de trabajo posible:
• De 100 KHz a 4 GHz
Medida de:
• Parámetros S
• SWR
• Pérdidas de inserción
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
10. Introducción
• PSA
– Agilent E4440 PSA Series Spectrum Analyzer
Rango de trabajo posible:
• De 3 Hz a 26,5 GHz
Medida de:
• p1dB
• Ganancia
• Figura de ruido
• Pérdidas de inserción
• Pérdidas por conversión
• Ruido de fase
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
11. Introducción
• Generador de señales
– Agilent E4438 ESG Vector Signal Generator
Rango de frecuencias:
• De 250 KHz a 6 GHz
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
12. Introducción
• Fuente de ruido: Agilent 346C
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
13. Índice
• Bloque I: Introducción
Receptores
Instrumentación
• Bloque II: Análisis de componentes
ZX60-0916LN+ (LNA)
VBFZ-925+ (BPF)
ZEM-4300+ (MIXER)
ZOS-1025+ (OSC)
ZFL-1000LN+ (LNA)
SBP-70+ (BPF)
• Bloque III: Análisis del receptor
• Bloque IV: Conclusiones
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
14. Índice
• Bloque I: Introducción
Receptores
Instrumentación
• Bloque II: Análisis de componentes
ZX60-0916LN+ (LNA)
VBFZ-925+ (BPF)
ZEM-4300+ (MIXER)
ZOS-1025+ (OSC)
ZFL-1000LN+ (LNA)
SBP-70+ (BPF)
• Bloque III: Análisis del receptor
• Bloque IV: Conclusiones
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
23. Análisis de
componentes
– Medidas
• Ganancia
Planitud de ganancia resultante: ±0,855 dB
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
60. Análisis de
componentes
– Medidas
• Ganancia
Planitud de ganancia resultante: ±0,47 dB
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
75. Índice
• Bloque I: Introducción
Receptores
Instrumentación
• Bloque II: Análisis de componentes
ZX60-0916LN+ (LNA)
VBFZ-925+ (BPF)
ZEM-4300 (MIXER)
ZOS-1025+ (OSC)
ZFL-1000LN+ (LNA)
SBP-70+ (BPF)
• Bloque III: Análisis del receptor
• Bloque IV: Conclusiones
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
76. Análisis del receptor
• Simulaciones
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
77. Análisis del receptor
– Figura de ruido, S21 e IP3 aportada por cada
componente
0
1
2
3
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
4
78. Análisis del receptor
– Figura de ruido
0
1
2
3
4
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
79. Análisis del receptor
– Ganancia
Potencia de entrada de -50 dBm
0
1
2
3
4
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
80. Análisis del receptor
– p1dB e IP3
0
1
2
3
4
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
81. Análisis del receptor
• Medidas
– Figura de ruido y ganancia
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
82. Análisis del receptor
– p1dB
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
84. Análisis del receptor
• Comparativa de valores
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
85. Análisis del receptor
• Medida con antena
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
86. Análisis del receptor
Señal de emisor: -50 dBm
Señal de emisor: -14 dBm
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
87. Análisis del receptor
Señal de emisor: -10 dBm
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
88. Índice
• Bloque I: Introducción
Receptores
Instrumentación
• Bloque II: Análisis de componentes
ZX60-0916LN+ (LNA)
VBFZ-925+ (BPF)
ZEM-4300+ (MIXER)
ZOS-1025+ (OSC)
ZFL-1000LN+ (LNA)
SBP-70+ (BPF)
• Bloque III: Análisis del receptor
• Bloque IV: Conclusiones
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
89. Conclusiones
• Estudio de receptores
• Elección de componentes necesarios
• Simulaciones y medidas de cada componente
– Ajuste de simulaciones con ADS para obtener resultados
satisfactorios
– Uso de los aparatos de medidas utilizados
– Resultados en ambos casos acordes a las especificaciones
• Simulaciones y medidas del receptor
– Ajuste de simulaciones y adaptación de circuitos para encontrar
características a analizar
– Procedimiento de medidas análogo al realizado en
componentes
• Prueba de recepción inalámbrica
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz
91. Caracterización y simulación de un
receptor inalámbrico a 915 MHz
Autor: Héctor Cabrera Santana
Tutores: Dr. Francisco Javier del Pino Suárez
Dr. Sunil Lalchand Khemchandani
Caracterización y simulación de un receptor inalámbrico a 915 MHz