High efficiency 1 W class B push-pull amplifier for hiperlan/2

Abstract

Bilgisayar ağlarının gelişimi, geniş alan ağlarına ve yerel ağlara olan talebi arttırmıştır. Gelişmiş haberleşme sistemlerinin daha hızlı olabilmesi, haberleşme bandını daha verimli kullanan modülasyon türleri kullanılması ile mümkündür. Bu tip modülasyon türleri için doğrusallık önemlidir ve düşük gürültülü alıcı ve vericilere ihtiyaç duyulmaktadır. Taşınabilir bilgisayarların gelişimi ile kablosuz yerel ağ bağlantılar önem kazanmış ve çeşitli standartlar ortaya çıkmıştır. Bunlardan biri olan Hiperlan/2 standardı, 5.2 ile 5.8GHz bandında çalışan ve yüksek performanslı bir standarttır. Bu çalışmada, bu tür standarda yönelik, taşınabilir bilgisayarların da pille çalıştığı düşünülerek, yüksek verimliliği olan güç kuvvetlendiricisi tasarlanmıştır. Bu tasarımda, tümleşik devre içerisinde olan ve 5.2 ile 5.8GHz bandında çalışan simetrik B sınıfı güç kuvvetlendiricisi tercih edilmiştir. Burada GaAS MESFET kullanılmıştır. İkinci bölümde genel olarak Hiperlan/2 standardı hakkında temel bilgiler verilmiştir. Üçüncü bölümde ise, iletim hatlarının özellikleri incelenmiş ve simetrik kuvvetlendiricide gerekli olan ve 180 derece faz farkına sahip iki işaret oluşturan trafo yerine, tümleşik devreye uygun genişbantlı bir çözüm aranmış ve bu durum için geliştirilmiş halka hibriti tanımlanmıştır. Bu halka hibrit ile ilgili olarak simülasyon sonuçlan sunulmuştur. Dördüncü bölümde ise, doğrusal ve doğrusal olmayan devreler ile güç kuvvetlendirici tipleri incelenmiştir. Simetrik B sınıfı tipi devre tasarlanmış ve yüksek verimli olabilmesi için gerekli durumlar araştırılmıştır.

Developments in computer networks has increased the demand for wide area and local area networks. To make advanced communication systems faster, it is required to use modulation techniques that are highly efficient. For these types of modulation techniques, linearity is an important factor and low noise receiver and transmitter stages are necessary. By the development of laptop computers, the demand for the Wireless Local Area Network has grown and new standars have emerged. One such standard is Hiperlan/2, which works in the 5.2 to 5.8GHz frequency band. In this thesis, by taking into account that laptop computers operate on low power batteries, a high efficiency power amplifier stage is designed for this type of standard. In this design, ClassB push-pull amplifier in IC, working between 5.2 and 5.8GHz band, is chosen. Here, GaAS MESFET is used due to its advantages. In section II, general information about Hiperlan/2 is given. In section III, characteristics of transmission lines are investigated and instead of using a transformer which is necessary for push-pull type to form 1 80 degree phase diffrence signals, another solution suitable for IC is studied and the modified ring hybrid is defined. Simulation results for this hybrid are also presented. In section IV, linear and non-linear circuits and power amplifier types are examined. A Class B push-pull amplifier stage is designed and necessary design changes are applied to increase the efficiency.