Digital power estimation using subsampling analog-to-digitalconverters for communication receivers
Dijital güç tahmini kullanarak analog-to- iletişim alıcıları için dijital dönüştürücüler
- Tez No: 482490
- Danışmanlar: Assoc. Prof. Dr. ERTAN ZENCİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İletişim Bilimleri, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Communication Sciences, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Analog sayısal çeviriciler, Aşırı örnekleme, Nyquist işareti, Sayısal işaret işleme, Sinyal denetleme teorisi, Tepe ortalama güç oranı, İşaret tespiti, Analog digital converters, Over sampling, Nyquist signal, Digital signal processing, Signal detection theory, Peak to average power ratio, Signal detection
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Türk Hava Kurumu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Kablolu ve kablosuz haberleşme alıcı zincirlerinde sinyal gücünün hesaplanması, alıcının toplam kazancının güç tahminlerine dayalı olarak karar verilmesinden dolayı önemli bir fonksiyondur. Alıcı kazancının ayarlanması, alıcının gürültü faktörünü ve alıcının çıkışındaki bozulma miktarını etkiler (Analog-Dijital çevirici girişi). Alıcının tamamının kazancını belirlemek için birçok RF (Radio Frequency) ve IF (Intermediate Frequency) blokların kazancının ayarlanması otomatik kazanç kontrol döngüleri sayesinde gerçekleştirilir. Kazanç control döngüleri analog güç bulma ve tahmin etme teknikleri kullanan analog bloklar kullanılarak icra edilir. RF frekanslarında kullanılan yonga-üstü analog güç hesaplama devreleri zarf bulma ve logaritmik yükseltme gibi teknikler temel alınarak tasarlanmaktadır. Bu teknikler proses, voltaj, sıcaklık (PVT) serpilmelerine (özellikle ana transistor transkondaktans değişimlerinden kaynaklı hassasiyet problemlerine) maruz kalmaktadır. Bu durum güç-optimize tasarımların gerçekleşmesine engel teşkil etmektedir. Bu tezde sunulan alt-örnekleme güç tahmini metodu sadece-analog usüllerin aksine çok sıkı control edilebilen güç tahmini karakteristiklerine sahiptir. Alt-örnekleme yaklaşımı çok düşük PVT serpilmesine sahiptir. Bu serpilmenin kaynağı da temelde analog bir blok olan ve Analog-Dijital Çeviricinin girişinde yer alan örnekle-ve-tut yükseltecidir. Sıcaklık değişimlerinden kaynaklı güç hesaplama hataları kendi-kendine kalibrasyon kullanılmasıyla telafi edilebilir. Bu kalibrasyon Analog-Dijital Çevirici çıkışındaki“güç tahminine”karşılık“dijital kod”tablosunu dinamik olarak değiştiren bir“look-up”tablosu sayesinde sağlanabilir. Alt- örnekleme metodunun geçerliliğini doğrulamak maksadıyla, genlik modulasyonlu (AM) ve kuadratik genlik modülasyonlu (QAM) bir ses sinyalinin gücünün hesaplanması için bir MATLAB kodu geliştirildi. Nyquist örnekleme ve alt- örnekleme güç tahmini değerleri arasındaki hata alt-örnekleme metodunun geçerliliğini ölçmek için temel parametre olarak tanımlandı. Simülasyonlarda genlik modülasyonlu sinyalin güç tahmini için yaklaşık +0.1 dB'lik ve kuadratik genlik modülasyonlu sinyal için ise -0.148 dB'lik hatalar elde edildi. Elde edilen sonuçlar, RF taşıyıcı frekanslarda modulasyona tabi tutulmuş sinyallerin güç tahminlerinin Nyquist örnekleme hızlarından çok daha aşağı hızlarda başarılabileceğini doğrulamaktadır. Bu doğrulama sayesinde, güç tahmini devrelerinin karmaşıklıklarının azaltılabileceği ve bunun da daha düşük maliyetli tasarımlara kapı aralayacağı söylenebilir.
Özet (Çeviri)
The estimation of received signal power in wireline and wireless communication receiver chains is an important task since the total gain of the receiver chain is decided based on the power estimates. The setting of the receiver gain affects the noise figure of the receiver and the amount of distortion at the output of the receiver (Analog-to-Digital converter input). Adjusting the gain of several RF (Radio Frequency) and IF (Intermediate Frequency) blocks to set the overall receiver gain is carried out with Automatic Gain Control (AGC) loops, which are usually implemented as analog blocks employing analog power detection and estimation techniques. On-chip analog power estimation circuits used in RF frequencies are based on techniques such as envelope detection, and logarithmic amplification. These techniques suffer from accuracy issues such as process, voltage, temperature (PVT) spreads (primarily due to transconductance variation of core transistors), which prevents the realization of power-optimum designs. This work proposes an alternative method of measuring the power of an RF or IF signal with a subsampling analog-to-digital converter (ADC). This method presented in this thesis, which is called subsampling power estimation, being mainly digital, has a very tightly controlled power estimation characteristic unlike analog-only methods. The subsampling approach has a very low PVT spread due mainly to the sample and hold amplifier at the input stage of the ADC. Power estimation errors due to temperature variations may be compensated through self-calibration by generating a dynamically changing look-up table that would contain the power estimate vs. the digital code at the ADC output. In order to verify the validity of the xiisubsampling method, an MATLAB code was developed to find the power of a voice signal with amplitude modulation (AM) and quadrature amplitude modulation (QAM). The error between the Nyquist sampling and subsampling approaches is defined as the main parameter to verify the validity of the subsampling method. In simulations, it was found that the error was within approximately +0.1 dB for the power estimation of AM modulated signal, and - 0.148 dB for the QAM modulated signal. Results confirm that the estimation of power of RF signals could be achieved at much lower sampling rates rather than Nyquist rate. This would reduce the complexity of power estimation circuits which results in lower design cost.
Benzer Tezler
- Digital Background Calibration for Capacitor Mismatch and Gain Errors in Pipeline ADCs
Kapasitör Uyumsuzluğu ve Kazanç Hataları İçin Arka Plan Sayısal Kalibrasyonu
ENVER DERUN KARABEYOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUFAN COŞKUN KARALAR
- HDTV işaretlerinin uydu üzerinden iletiminde özel problemler
Special problems in transmitting the HDTV signals by satellite
RAMAZAN BAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. BİNGÜL YAZGAN
- Yenilikçi bir aşırı modülasyon tekniği ve kompleks akım kontrolörü tasarımı ile algılayıcısız cer motoru kontrolü
Sensorless traction motor control with innovative overmodulation technique and complex current controller design
GÖKHAN ALTINTAŞ
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- Madencilikte bilgisayar uygulamaları ve SURPAC 2000 yazılımı ile bir saha çalışması
Başlık çevirisi yok
TANER ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiKazı Mekanizasyonu Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HASAN ERGİN
- Bir montaj hattının benzetimi
Simulation of an assembly line
UMUT ALEV
Yüksek Lisans
Türkçe
1991
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. MURAT DİNÇMEN