Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-08-08T16:45:48Z No. of bitstreams: 1 2016_ValeryNoblRozentall.pdf: 11518777 bytes, checksum: 46f3ec0f646365f9cd1903da9a5cf1cd (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-12-19T13:16:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_ValeryNoblRozentall.pdf: 11518777 bytes, checksum: 46f3ec0f646365f9cd1903da9a5cf1cd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-19T13:16:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_ValeryNoblRozentall.pdf: 11518777 bytes, checksum: 46f3ec0f646365f9cd1903da9a5cf1cd (MD5) / Grande parte de pesquisa em comunicações ópticas visa melhorar a e ciência de rede, otimizando o uso de banda e reduzindo consumo de potência. Os paradigmas emergentes, tais como a grade de frequências flexível métodos so sticados de chaveamento óptico e desfragmentação espectral, atribuem propriedades adaptativas para redes futuras, permitindo seu auto-ajuste às condições de transmissão e tráfego variáveis. De fato, as estatísticas de tráfego agregado em pontos de troca de tráfego da Internet exibem fortes flutuações ao decorrer do dia, sendo o valor médio em torno de 70%, e valor míniimo em torno de 20% do valor pico. No entanto, os sistemas ópticos atuais operam o seu lado linha na taxa nominal, o que leva a um elevado consumo de potência, desperdício de recursos espectrais, e saturação prematura de redes. No intuito de suportar as características de redes extáveis pela camada física, os transceptores ópticos de próxima geração devem ser capazes de ajustar suas taxas de transmissão e ocupação espectral de acordo com as demandas de tráfego variáveis. No entanto, um chaveamento convencional de taxa de transmissão requer interrupção de serviço, altamente indeseável na perspectiva das operadoras. Neste escopo, as principais contribuições dessa tese são dois métodos de chaveamento online sem impacto (hitless) da taxa de transmissão, que permitem reduzir o consumo de potência associado ao processamento digital de sinais durante períodos de baixo tráfego. O primeiro método foi desenvolvido para transceptores, cujos moduladores são alimentados por sinais binários combinados eletronicamente, e atende, principalmente, a cenários de alocação estática de banda. Aqui, a redução de taxa é realizada por meio de repetição de símbolos transmitidos, e o bloco equalizador convencional do receptor é substituído por uma estrutura multi-ramo, em que cada ramo da estrutura opera em uma taxa específica. A perda de sincronização durante chaveamento é evitada utilizando a saída do ramo ativo como sequência de treinamento para o ramo destino. O método pode, adicionalmente, atender à alocação dinâmica de banda, contanto que exista um mecanismo de cooperação entre transceptores ópticos e multiplexadores de inserção -extração ópticos reconfiguráveis. Neste caso, o ajuste espectral do sinal pode ser obtido por meio de uma filtragem óptica pelas chaves seletoras de frequência que suportam operação em grade flexível. O segundo método foi desenvolvido para transceptores com módulos de processamento digital de sinais no lado transmissor. O chaveamento de taxa é obtido por meio de aumento e redução de número de amostras por símbolo transmitido, mantendo a taxa de conversão digital-analógica. Neste caso, uma mudança de taxa de símbolo implica, também, em um ajuste correspondente da banda do sinal. Assim, o método pode suportar propriedades de alocação dinâmica de banda das redes elásticas. Nós demonstramos que, se o chaveamento de taxa e banda do sinal e realizado em passos intermediários suficientemente pequenos, o equalizador dinâmico do lado receptor consegue acompanhar as mudanças do sinal, mantendo a sincronização do sistema. O primeiro método foi validado em um arranjo experimental com transmissão a 100 Gb/s de um sinal modulado por chaveamento de fase e quadratura multiplexado em polarização, e processamento digital de sinais o ine. Ademais, realizamos simulações computacionais extensas, incluindo formatos de modulação por chaveamento de fase e quadratura e modulação de amplitude em quadratura de ordem 16, e investigamos o desempenho do método para sinais não-retorna-a-zero e retorna-a-zero, gerados no domínio óptico, e sinais Nyquist, gerados digitalmente. Os transientes de erros, que aparecem durante chaveamento para taxas mais altas, são evitados usando sequências de treinamento do equalizador su cientemente longas (acima de 40.000 símbolos). O método mostrou-se robusto contra a dispersão dos modos de polarização e ruído de fase dentro de especicacões aceitáveis. A principal vantagem deste método é que ele permite reduzir o consumo de potência associado ao processamento digital de sinais para compensação da dispersão cromática. Os resultados mostraram que uma redução pela metade da taxa de símbolos produz uma redução de em torno de 55% na complexidade computacional, devido à elevada duração de símbolo e aprimoramento da qualidade de sinal. Uma redução adicional de taxa para um quarto da taxa nominal permite desligar o equalizador da dispersão cromática, exceto em caso de pulsos Nyquist, em que o ganho em complexidade está em torno de 80%. O segundo método também foi validado em um arranjo experimental com transmissão a 100 Gb/s de um sinal modulado por chaveamento de fase e quadratura multiplexado em polarização e processamento digital de sinais o ine, utilizando um conjunto para desenvolvimento do conversor analógico-digital. Ao contrário da proposta anterior, este m etodo suporta alta granularidade com apenas um aumento marginal de complexidade computacional. Os resultados experimentais de redução e aumento de taxa em dez passos discretos não apresentaram transientes de erros, garantindo transmissão ininterrupta. O método pode ser usado para reduzir o consumo de potência devido à redução de vazão de dados após a interpolação do lado receptor. Adicionalmente, o consumo pode ser altamente reduzido em sistemas que suportam múlltiplos esquemas de correção de erros, aproveitando o aprimoramento da qualidade do sinal devido à redução de taxa de símbolos. Assim, um código corretor de erros complexo do tipo soft-decision, usado na taxa de transmissão nominal, pode ser substituído por um código do tipo hard-decision, com complexidade computacional reduzida. _________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Much of the latest research in optical communications is directed towards increasing network e ciency, optimizing bandwidth usage and reducing power consumption. Emerging paradigms, such as exible frequency grid, sophisticated optical switching methods and spectral defragmentation, attribute adaptive properties to future networks, enabling them to adjust to the changing transmission and tra c conditions. To support these features, next-generation optical transponders must be capable of adjusting their transmission rate and bandwidth occupation according to the time-varying tra c demands. However, conventional rate-switching requires service interruption, which is highly undesirable from the operators' standpoint. Our contributions in the proposed thesis consist of two methods for hitless online rate switching that allow to reduce power consumption, associated with digital signal processing, during low tra c periods. The rst method is designed for transponders with binary-signal-driven transmit-side modulators, and targets primarily static bandwidth allocation scenarios. Here, rate reduction is achieved by symbol repetition, and a conventional receive-side equalizer block is replaced by a multi-branch structure, where each branch operates at a speci c transmission rate. Synchronization loss is avoided by using the output of the active branch as a training sequence for the target-rate branch. The method can also support dynamic bandwidth allocation, provided there is a cooperation mechanism between the optical transponders and the recon gurable add-drop multiplexers. Here, signal spectral adjustment can be obtained via optical ltering by ex-grid-enabled wavelength-selective switching. The second method targets transponders with transmit-side digital signal processing. Rate changing is achieved by increasing/reducing the number of samples per transmitted symbol, while maintaining a xed digital-to-analog conversion rate. Changing the symbol rate also implies in corresponding signal bandwidth adjustment, so that the method can support dynamic bandwidth allocation features of the next-generations elastic optical networks. We show that if the rate and bandwidth switching is performed in su ciently small discrete intermediate steps, the receive-side dynamic equalizer successfully tracks signal changes, maintaining system synchronism.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-07-23T12:57:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mauro Lopes de Freitas.pdf: 1646151 bytes, checksum: a4f17991e9db7da2871b0c711b18f484 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-23T18:44:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mauro Lopes de Freitas.pdf: 1646151 bytes, checksum: a4f17991e9db7da2871b0c711b18f484 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-23T18:47:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mauro Lopes de Freitas.pdf: 1646151 bytes, checksum: a4f17991e9db7da2871b0c711b18f484 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-23T18:47:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Mauro Lopes de Freitas.pdf: 1646151 bytes, checksum: a4f17991e9db7da2871b0c711b18f484 (MD5) Previous issue date: 2014-09-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / systems, mostly due to their welldefined structure and blockwise encoding. Among the main challenges encountered by mobile applications, there is an inherent interblock interference, due to superpositions of delayed signal copies, which is commonly eliminated with the addition of redundancy between adjacent data blocks. In addition to that, channel equalization is also usually employed, in order to further mitigate channel interferences. However, the amount of redundancy may be overestimated, which opens an opportunity for reduced-redundancy superfast transceivers, whose features include high spectral efficiency and low computational cost. Although the superfast approach aims at achieving low complexity, equalizer-coefficient updates are still very complex tasks due to channel variations, and most designs do not employ methodologies for computational-effort reduction. The present work addresses this problem and proposes a new design strategy for block-based transceivers, which provides semiblind equalization with data-selective update, besides the possibility of a generalized approach, based on the fast Fourier transform and diagonal matrices. Simulation results show that our approach updates less than 60% of the equalizer coefficients duringsupervised and blind period and maintain a competitive throughput for single-carrier and multicarrier transmissions. / Atualmente, os transceptores multicanais baseados em blocos são largamente utilizados em sistemas de comunicação sem fio, muito devido a sua estrutura bem definida e ao blockwise encoding. A respeito dos principais problemas encontrados em aplicações móveis, podemos destacar a interferência entre blocos, em decorrência da superposição de cópias atrasadas do sinal, a qual é usualmente eliminada com a adição de uma quantidade de redundância entre blocos de dados adjacentes. Adicionalmente, a equalização é comumente aplicada para mitigar o efeito do canal. Entretanto, a quantidade de redundância pode estar superestimada, abrindo oportunidade para a utilização de transceptores multicanais super-rápidos e com redundância reduzida, que possuem como característica uma alta eficiência espectral e baixa complexidade computacional. Entretanto, a abordagem super-rápida ainda possui uma alta complexidade para atualizar os coeficientes de equalização e a maioria das arquiteturas propostas não utilizam metodologias visando à redução do número de operações. O trabalho atual trata este problema e propõe uma nova arquitetura para tranceptores multicanais com transmissão em blocos, que se utiliza de uma equalização semi-cega com seleção de dados, além da abordagem generalizada, baseadas em transformadas rápidas de Fourier e matrizes diagonais. Os resultados das simulações demonstram que a abordagem permite atualizar menos de 60% dos coeficientes de equalização durante o período supervisionado e não supervisionado de equalização e manter a taxa de saída competitiva para sistemas monoportadora e multiportadora.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-20T15:37:28Z No. of bitstreams: 1 guilhermeribeirocolen.pdf: 1980646 bytes, checksum: 55067533570f6bd2d5a1ab3288db464d (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-24T16:49:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 guilhermeribeirocolen.pdf: 1980646 bytes, checksum: 55067533570f6bd2d5a1ab3288db464d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-24T16:49:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 guilhermeribeirocolen.pdf: 1980646 bytes, checksum: 55067533570f6bd2d5a1ab3288db464d (MD5) Previous issue date: 2012-09-06 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Esta dissertação tem como objetivo investigar, propor e analisar esquemas para reduzir a complexidade computacional de algoritmos implementados na camada física de transceptores para comunicação de dados via rede elétrica - power line communication (PLC) que são baseados em multiplexação por divisão de frequência ortogonal - orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). Inicialmente, o Clustered-OFDM é investigado e analisado com o intuito de reduzir a complexidade computacional dos transceptores PLC. Além disto, uma relação entre complexidade computacional e desempenho é demonstrada para Clustered-OFDM e múltiplo acesso por divisão de frequência ortogonal - orthogonal frequency division multiple access (OFDMA). Os resultados computacionais quantificam a relação entre complexidade computacional e redução da capacidade do canal para o Clustered-OFDM em comparação com o OFDMA. Em seguida, é proposto e analisado um esquema Clustered-OFDM para comunicação com múltiplas entradas e múltiplas saídas - multiple-input and multiple-output (MIMO) 2×2, denominado MIMO-Clustered-OFDM, que tem como base um código de bloco espacial e temporal. Os resultados de comparações revelam que a proposta MIMO-Clustered-OFDM pode reduzir a capacidade do canal para atingir uma menor complexidade computacional, comparado ao MIMO-OFDMA. Por último, é introduzido um processo para analisar estatisticamente a degradação gerada pelo agrupamento de subportadoras contíguas para o uso de algoritmos de alocação de bits. Um estudo de caso com canais PLC revela que o critério aplicado para agrupar subportadoras contíguas pode proporcionar diferentes níveis de reduções de rendimento, bem como de outras perdas de desempenho se o tamanho do grupo é variável. / This thesis aims at investigating, proposing, and analyzing techniques to reduce the computational complexity of algorithms implemented in the physical layer of power line communication (PLC) transceivers which are based on orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). First, the clustered-OFDM is investigated and analyzed to reduce computational complexity. Also, a trade between computational complexity and performance is demonstrated for clustered-OFDM and orthogonal frequency division multiple access (OFDMA). Performance results quantify what kind of tradeoff between computational complexity and capacity reduction can be achieved in comparison with OFDMA. Second, a clustered-OFDM scheme for 2×2 multiple input multiple output (MIMO) communication based on space time block code, named MIMO-clustered-OFDM, is proposed and analyzed. Comparison results reveal that the proposed MIMO-clustered-OFDM can trade capacity with computational complexity and can achieve lower computational complexity than MIMO-OFDMA. Third, a procedure to statistically analyze the degradation yielded by the use of granularity for grouping a set of contiguous subcarriers to be used by bitloading algorithm is introduced. A case study with PLC channels reveals that the criterion applied to group of contiguous subcarriers can offer different levels of throughput reductions and other performance losses if the size of the group is varied.

Submitted by Lucelia Lucena (lucelia.lucena@ufpe.br) on 2015-03-09T19:23:33Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO LucasTorquato de Melo.pdf: 2719347 bytes, checksum: 8fbd700a7bf5e2bb51b478109dcbd32e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-09T19:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO LucasTorquato de Melo.pdf: 2719347 bytes, checksum: 8fbd700a7bf5e2bb51b478109dcbd32e (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / A busca por aumento de desempenho de sistemas computacionais é cada vez maior em empresas e pesquisas científicas. Essa necessidade existe por conta do surgimento de aplicações complexas que necessitam de um grande poder computacional para serem executadas eficientemente. A utilização de arquiteturas alternativas como FPGAs nesse contexto têm sido realizada com o intuito de prover excelente desempenho na execução dessas aplicações. Atualmente, sistemas envolvendo múltiplos FPGAs são utilizados em diversas aplicações científicas. A tendência é que em tais sistemas sejam desenvolvidos de forma a permitir escalabilidade de dispositivos, possibilitando que mais FPGAs possam fazer parte da arquitetura e aumentando o desempenho. Para que esses sistemas possam funcionar de forma eficiente, utilizando paralelamente recursos existentes nos FPGAs, uma comunicação eficiente deve existir entre os FPGAs disponíveis na plataforma. Geralmente esse tipo de comunicação, em FPGAs de última geração, se dá por meio de interfaces tipo LVDS (Sinalização Diferencial de Baixa Tensão) e por meio de transceptores e receptores. A sinalização LVDS permite o envio de sinais em alta velocidade através de um par diferencial de fios paralelos. A utilização desse recurso permite que a transmissão de dados entre os dispositivos possa ser realizada de forma mais eficiente, possibilitando uma comunicação mais segura contra interferências eletromagnéticas. Outro fator importante é que o roteamento que interconecta os pinos LVDS na plataforma deve ser desenvolvido com precisão para evitar instabilidades na comunicação. Infelizmente, muitas plataformas disponíveis no mercado não observam tais restrições, limitando a taxa de transferência no barramento. Este trabalho apresenta um canal de comunicação inter-FPGAs baseado em uma interface DDR voltado para esse tipo de plataforma. Esta abordagem promove uma comunicação estável entre esses dispositivos sem a utilização de pinos LVDS. Um módulo de detecção de erro também foi desenvolvido para garantir a integridade das transferências e corrigir possíveis erros no barramento. O canal foi validado em uma plataforma comercial. Os resultados de síntese e desempenho são apresentados nesse trabalho bem como os estudos de caso envolvidos.

Debido a la imparable aparición de dispositivos móviles multifunción junto con aplicaciones que requieren cada vez más un mayor ancho de banda en cualquier momento y en cualquier lugar, las futuras redes de acceso deberán ser capaces de proporcionar servicios tanto inalámbricos como cableados. Es por ello que una solución a seguir es el uso de sistemas de comunicaciones ópticas como medio de transporte de señales inalámbricas en enlaces de radio sobre fibra. Con ello, se converge a un dominio óptico reduciendo y aliviando el cuello de botella entre los estándares de acceso inalámbrico y cableado. En esta tesis, como parte de los objetivos establecidos en el proyecto europeo HELIOS en el que está enmarcada, se han investigado y desarrollado los bloques funcionales básicos necesarios para realizar un transceptor fotónico integrado trabajando en el rango de longitudes de onda milimétricas, y haciendo uso de los formatos de modulación más robustos y que mejor se adaptan al ámbito de aplicación considerado. El trabajo que se presenta en esta tesis se puede dividir básicamente en tres partes. La primera de ellas ofrece una descripción general de los beneficios del uso de la fotónica en silicio para el desarrollo de enlaces inalámbricos a velocidades de Gbps, así como el estado del arte de los transceptores desarrollados por los grupos de investigación más activos y punteros para satisfacer las necesidades de mercado, cada vez más exigentes. La segunda parte se centra en el estudio y desarrollo del transmisor integrado de onda milimétrica. Primero realizamos una breve introducción teórica tanto del funcionamiento de los dispositivos que forman parte del transmisor, como a los formatos de modulación existentes, centrando la atención en la modulación por desplazamiento de fase (PSK) que es la que se va a utilizar en el desarrollo de los dispositivos implicados, y más concretamente en la modulación (diferencial) de fase en cuadratura ((D)QPSK). También se presentan los bloques básicos que integran nuestro transmisor y se fijan las especificaciones que deben cumplir dichos bloques para conseguir una transmisión libre de errores. El transmisor está compuesto por un filtro/demultiplexor encargado de separar dos portadoras ópticas separadas una frecuencia de 60 GHz. Una de estas portadoras es modulada al pasar por un modulador DQPSK basado en una estructura de dos MachZehnders (MZs) anidados, para ser nuevamente combinada con la otra portadora óptica que se ha mantenido intacta. Una vez combinadas, éstas son fotodetectadas para ser transmitidas inalámbricamente. En la tercera parte de esta tesis, se investiga el uso de un esquema de diversidad en polarización junto a un receptor DQPSK integrado para la demodulación de la señal recibida. El esquema de diversidad en polarización está formado básicamente por dos bloques: un separador de polarización con el objetivo de separar la luz a la entrada del chip en sus dos componentes ortogonales; y un rotador de polarización. En lo que se refiere al receptor DQPSK propiamente dicho, se ha investigado y optimizado cada uno de los bloques funcionales que lo componen. Éstos son básicamente un divisor de potencia termo-ópticamente sintonizable basado en un interferómetro MZ, en serie con un interferómetro MZ que introduce un retardo de duración de un bit en uno de sus brazos, para obtener una correcta demodulación diferencial. El siguiente bloque que forma parte de nuestro receptor DQPSK es un 2x4 acoplador de interferencia multimodal actuando como un híbrido de 90 grados, cuyas salidas van a parar a dos fotodetectores balanceados de germanio. Las contribuciones principales de esta tesis han sido: ¿ Demostración de un filtro/demultiplexor con tres grados de sintonización con una relación de extinción superior a 25dB. ¿ Demostración de un rotador con una longitud de tan sólo 25µm y CMOS compatible. ¿ Demostración de un modulador DPSK a una velocidad máxima de 20 Gbit/s. ¿ Demostración de un demodulador DQPSK a una velocidad máxima de 20 Gbit/s. / Due to the relentless emergence of multifunction mobile devices with applications that require increasingly greater bandwidth at anytime and anywhere, future access networks must be capable of providing both wireless and wired services. The use of optical communications systems as transport medium of wireless signals over fiber radio links is a steady solution to be taken into account. This will make possible a convergence to an optical domain reducing and alleviating the bottleneck between wireless access standards and current wired access. In this thesis, as part of the objectives of the European project HELIOS in which it is framed, we have investigated and developed the basic functional blocks needed to achieve an integrated photonic transceiver working in the range of millimetre wavelengths, and using robust modulation formats that best fit the scope considered. The work presented in this thesis can be basically divided into three parts. The first one provides an overview of the benefits of using silicon photonics for the development of wireless links at rates of Gbps, and the state of the art of the transceivers reported by the most important research groups in order to meet the increasingly demanding needs¿ market. The second part focuses on the study and development of millimetre-wave integrated transmitter. First we provide a brief theoretical introduction of the operation principles of the devices involved in the transmitter such as a modulation formats, focusing on the phase shift keying (PSK) which is the one that will be used, particularly the (differential) quadrature phase shift keying ((D) QPSK). We also present the building blocks involved in our transmitter and we set the specifications that must be met by these devices in order to achieve an error-free transmission. The transmitter includes a filter/demultiplexer which must separate two optical carriers 60 GHz separated. One of these optical carriers is modulated by passing through a DQPSK Mach-Zehnder-based modulator (MZM) by arranging two MZMs in a nested configuration. Using a combiner, the modulated optical signal and the un-modulated carrier are combined and photodetected to be transmitted wirelessly. In the third part of this thesis, we investigate the use of a polarization diversity scheme with an integrated DQPSK receiver for demodulating of the wireless signal. The polarization diversity scheme basically consists of two blocks: a polarization splitter in order to separate the random polarization state of the incoming light into its two orthogonal components, and a polarization rotator. Regarding the DQPSK receiver itself, all the functional blocks that comprise it have been investigated and optimized. It basically includes a thermo-optically tunable MZ interferometer power splitter, in series with a MZ interferometer that introduces, in one of its arms, a delay of one bit length in order to obtain a correct differential demodulation. The next building block of our DQPSK receiver is a 2x4 multimode interference coupler acting as a 90 degree hybrid, whose outputs are connected to two balanced germanium photodetectors. The main contributions of this thesis are: ¿ Demonstration of a filter/demultiplexer with three degrees of tuning and an extinction ratio greater than 25dB. ¿ Demonstration of a polarization rotator with a length of only 25¿m and CMOS compatible. ¿ Demonstration of a DPSK modulator at a maximum rate of 20 Gbit/s. ¿ Demonstration of a DQPSK demodulator to a maximum rate of 20 Gbit/s. / Aamer, M. (2013). Development of an integrated silicon photonic transceiver for access networks [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31649 / TESIS

[pt] Este trabalho descreve o desenvolvimento completo de um Amplificador de Potência de RF para Transceptores Multibanda. Em sua etapa inicial mostra um apanhado geral da teoria de todos os parâmetros relevantes para a medida de desempenho desses dispositivos, como potência, ganho e parâmetros de não linearidades. Em seguida são expostas as teorias básicas para o entendimento dos mecanismos para extração da máxima potência de um transistor, focando nos transistores de efeito de campo FET, incluindo a caracterização para regimes de alta potência. São apresentados os modos de operação de um amplificador de potência, focando nos chamados modos clássicos, dado que esses modos são convenientes para operação em banda larga. Para a correta operação de qualquer dispositivo que apresente ganho, a análise de estabilidade é apresentada com o procedimento de estabilização de transistores. A partir de todo o apanhado teórico, é desenvolvida uma metodologia de projeto de amplificadores de potência utilizando a ferramenta de simulação computacional Advanced Design System. Então, após toda a modelagem do amplificador, a construção e medidas são realizadas e boa concordância com a simulação foi obtida. / [en] This work describes the full development of a RF Power Amplifier for Multiband Transceivers. In its initial stage shows an overview of the theory of all relevant parameters to measure the performance of these devices, like power, gain and nonlinearity parameters. Then it exposes the basic theories for the understanding of the mechanisms for extracting the maximum power of a transistor, focusing on field effect transistors FET, including characterization for regimes of high power. It presents the modes of operation of a power amplifier, focusing on so-called classical modes, since these modes are suitable for broadband operation. For proper operation of any device that presents gain, the stability analysis is presented with the stabilization procedure of transistors. From all theoretical basis, is developed a design methodology of power amplifiers using the computational simulation tool Advanced Design System. So after all the amp modeling, construction and measurements are performed and good agreement was obtained with the simulation.