Análise da técnica de cancelamento de ruído em circuitos analógicos

• Autor(a) principal: Furtado, Gabriela Firpo
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/127699
• topic: Engenharia elétrica; Noise cancelling; Noise modelling; LNA

O trabalho desenvolvido tem como objetivo realizar uma análise da técnica de cancelamento de ruído proposta por Bruccoleri (2003), empregada em Amplificadores de Baixo Ruído (LNA), utilizados como primeiro componente de um receptor de radiofrequência sem fio, logo após a antena. O circuito usa tecnologia CMOS de 130 nm, tem topologia diferencial e largura de banda de 50 MHz a 1 GHz. A técnica permite que haja cancelamento de ruído na saída do dispositivo de casamento, usando realimentação resistiva, sem que haja degradação na transferência do sinal. Utilizando-se a ferramenta de simulação de circuitos Ngspice, analisam-se diversos aspectos do circuito, como sua resposta em frequência, que apresenta ganho de aproximadamente 12 dB na frequência de 50 MHz, escolhida para os sinais de entrada nas simulações. Através dos valores de transcondutância dos transistores, é feito o cálculo do ruído térmico para cada dispositivo do circuito. A relevância da contribuição de cada transistor para o ruído na saída é investigada. A partir da modelagem do ruído de um MOSFET como uma fonte de tensão em série com a porta, aplica-se ruído térmico nos transistores do circuito e, posteriormente, aplica-se ruído flicker e térmico concomitantemente. Averigua-se que o emprego da técnica reduz a figura de ruído na saída do LNA. Uma simulação é realizada para verificar a crítica de Pospieszalski (2014) à técnica de redução de ruído, indicando que o ruído térmico induzido na porta não é cancelado através da técnica. Constata-se que a potência do ruído na saída do LNA é aproximadamente três vezes maior para o ruído de porta, se comparado ao ruído de dreno. A técnica de cancelamento de ruído se mostra eficiente, portanto, para reduzir o ruído de dreno, mas deve-se atentar para o ruído térmico induzido na porta, que pode ser significativo em circuitos operando em altas frequências.