I nte rna t io na l J o urna l o f   Rec o nfig ura ble a nd   E m be dd e d Sy s t e m s   ( I J R E S)   Vo l.  1 4 ,   No .   1 Ma r ch   20 2 5 ,   p p .   2 0 8 ~ 2 2 0   I SS N:  2089 - 4864 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j r es . v 1 4 . i 1 . pp 2 0 8 - 220           208       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r es.ia esco r e. co m   Low - no ise a m plif ier w ith  pre - disto rtion a rchit ectu re  f o r ul tra - w ide band  appli c a tion in radio  f r e quency           P ra deep  K u m a Sid da n na ,   P a ra m esh a cha ri  B ida re   Div a k a ra cha ri   D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s a n d   C o mm u n i c a t i o n ,   N i t t e   M e e n a k s h i   I n st i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   Y e l a h a n k a ,   I n d i a         Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   2 1 ,   2 0 2 4   R ev i s ed   Oct  4 ,   2 0 2 4   A cc ep ted   Oct  1 8 ,   2 0 2 4       Ultra - w id e   b a n d   (UW B)  is  a   w ir e les tec h n o lo g y   d e p lo y e d   f o tran sm it ti n g   d a ta at h ig h   ra tes   o v e sh o rt  d ista n c e s.  S im il a to   W i - F a n d   Blu e to o th ,   UW B   is  a   ra d io   f re q u e n c y   (RF tec h n o l o g y   th a o p e ra tes   v ia  ra d io   w a v e s.  T o   re m o v e   m in o n o ise   a n d   g li tch e s,  lo w   n o ise   a m p li f ier  (L N A is  re q u ired   b e c a u se   it   a m p li f ie we a k   si g n a ls  w it h o u t   sig n if ica n tl y   a d d in g   n o ise .   Ho w e v e r,   UW h a m u lt ip le  f re q u e n c ies   th a re q u ire   c o e ff icie n c h a n g e   d u e   to   f re q u e n c y   v a riatio n s.  W h e n   lo w - p a ss   f il ter  (L P F is  e m p lo y e d   to   s o lv e   th i s,  u p d a tes   a re   n e c e ss a r y   to   m a n a g e   d e la y   a n d   p o w e b e c a u se   th e   L P F   f e e d b a c k   is  c o n n e c ted   to   L NA   to   in c re a se   d e lay   a n d   p o w e c o n su m p ti o n .   I n   th is  re se a rc h ,   L N A   w it h   a   p re - d isto rti o n   a rc h it e c tu re   is  p r o p o se d   to   re m o v e   m in o n o ise a n d   sm a ll   g li tch e s.  I is   p r o c e ss e d   b y   u sin g   p re - d ist o rt io n   a a n   a c ti v e   c o m p o n e n t   w h ich   re d u c e s   d e lay   a n d   p o w e c o n su m p ti o n   in   UW B.   T h e   p re - d isto rt io n   p r o c e ss   o p e ra tes   in   t h e   su b th re sh o l d   v o lt a g e   ra n g e   b y   p ro v id i n g   a   tran sisto to   e a c h   f re q u e n c y   a in p u t,   in t u rn   e ff e c ti v e l y   r e d u c in th e   n o ise .   T h e   p ro p o se d   L NA   with   p re - d ist o rti o n   a rc h it e c tu re   is   d e v e lo p e d   o n   1 8 0 - n m   c o m p le m e n tar y   m e tal - o x id e   se m ico n d u c t o (CM OS)   te c h n o l o g y   u sin g   Ca d e n se   A S IC  to o l .   T h e   p r o p o se d   a rc h it e c tu re   a c h iev e a   n o ise   f ig u re   (NF)  o f   2 . 1 6   d a n d   les p o w e c o n su m p ti o n   o f   4 3 . 0 6 × 10 - 6   W   w h e n   c o m p a re d   to   t h e   e x isti n g   tec h n i q u e n a m e l y ,   c a s c a d e   a m p li f iers ,   W - b a n d   L N A ,   re f lec ti o n les re c e iv e (RX ),   a n d   b r o a d b a n d   RF   re c e iv e r   f ro n t - e n d   c ircu it s.   K ey w o r d s :   C o m p le m en tar y   m etal - o x id s e m ico n d u cto r   tech n o lo g y   L N A   w i th   p r e - d i s to r tio n   L o w - p a s s   f ilter   No is f i g u r e   R ad io   f r eq u en c y   Ultr w id b an d   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   P r ad ee p   Ku m ar   Sid d an n a   Dep ar t m en t o f   E lectr o n ics a n d   C o m m u n icat io n ,   Nitte  Me e n a k s h i I n s tit u te  o f   T ec h n o lo g y   Yela h a n k a,   B en g al u r u ,   I n d ia   E m ail:  P r ad ee p k u m ar . s @ n m it . ac . in       1.   I NT RO D UCT I O N   A   lo w   n o i s a m p l if ier   ( L N A )   is   t h m o s s ig n i f ica n co m p o n en t   o f   a   r ad io   f r eq u e n c y   ( R F )   f r o n t - en d   r ec eiv er   s y s te m   [ 1 ] [ 2 ] .   R ec en tl y ,   th L N A   p o w er   a m p li f ier   m o d u le  w it h   i n teg r ated   d u p lex er s   is   u s ed   to   m i n i m ize  R co m p le x it y   i n   h i g h - e n d   p latf o r m s   [ 3 ] [ 4 ] .   T r ad itio n all y ,   r esis ti v e/r ea ctiv e,   b alan ce d ,   d is tr ib u ted ,   an d   f ee d b ac k   tech n o lo g ies  ar u tili ze d   to   in cr ea s th b an d w i d t h .   T h b alan ce d   am p li f ier   in v o l v es   t w o   3   d B   q u ad r atu r e   co u p ler s   an d   t w o   id en tical   a m p li f ier s .   I i s   v iab le  to   attai n   in p u t/o u tp u r etu r n   lo s s   an d   g o o d   g ai n   f latn e s s ,   b u t h 3   d B   co u p ler s   o b tain   lar g ar ea   an d   in tr o d u ce   n o is to   th cir cu it  [ 5 ] .   T h tr an s m i s s io n   li n co n tai n s   d r ain   lin i n d u cto r   an d   d r ain - s o u r ce   ca p ac ito r   d ev ice,   g ate  lin i n d u c to r ,   an d   g ate - s o u r ce   ca p ac ito r   d ev ice  [ 6 ] .   Nu m er o u s   g ain   ce ll s   ar ad d ed   an d   a m p l if ied   to   p r o d u ce   u ltra   w id e   b an d   ( UW B )   f ea tu r es  [ 7 ] .   Ho w e v er ,   m u ltip le  g ai n   ce lls   r eq u ir lar g ar ea   w h ic h   r esu lt s   in   h i g h   n o is a n d   h ig h   p o w er   co n s u m p tio n   i n   d is tr ib u ted   a m p li f ier s   [ 8 ] .   R ec en tl y ,   t h er h a s   b ee n   g r o w i n g   in ter e s in   R F - b ased   d ev ice - f r ee   s e n s in g   an d   p o s itio n in g ,   p ar ticu lar l y   lev er ag i n g   t h av a ilab ilit y   o f   p h y s ic al - la y er   in f o r m atio n   ( c h an n el  r esp o n s e)   f o r   lo w - co s co m m er cia r ad io   d ev ices  lik UW B ,   Wi - Fi an d   R F   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864         Lo w - n o is a mp lifi er w ith   p r e - d is to r tio n   a r ch itectu r fo r   u ltr a - w id b a n d   …  ( P r a d ee p   K u m a r   S id d a n n a )   209   id en ti f icatio n   [ 9 ] .   W ith o u t h r eq u ir e m e n o f   attac h m en o r   v is ib ilit y   o f   s e n s o r s   to   th u s er s ,   p as s iv e     RF - b ased   s en s in g   is   s ig n i f ic an f o r   v ar io u s   ap p l icatio n s   th at  co n s id er   s ec u r it y ,   f ea s ib ilit y ,   an d   p r iv ac y   p r o b lem s   [ 1 0 ] .   C er tain   R b an d s   lik 2 . 4   an d   5   GHz   ar e   g r ea tl y   p o p u lated   b an d s   th at  o f f er   co v er ag a n d   co n n ec ti v it y ,   b u h a v m u c h   in ter f er en ce   f r o m   t h lar g d em a n d   o f   o t h er   d ev ices   [ 1 1 ] .   T o   in cr ea s th e   d em a n d   f o r   h i g h er   d ata  r ates   an d   g r ea ter   s y s te m   ca p ac itie s   o f   w ir eles s   co m m u n icatio n s ,   5 tech n o lo g y   i s   m o v i n g   to w ar d s   m m - w a v f r eq u en cie s   [ 1 2 ] .   A s   t h ca r r ie r   f r eq u en c y   i n cr ea s es,  i b ec o m es  c h alle n g in g   to   m an a g t h p er f o r m a n ce   o f   n o is in   L N w h i ch   i s   r ec ei v er   k e y   b lo ck ,   b ec au s t h m i n i m u m   n o is f i g u r e   ( NF)   o f   s in g le  m eta o x id s e m ico n d u cto r   ( MO S)  d ev ice   is   p r o p o r tio n al  to   its   o p er ati n g   f r eq u e n c y   [ 1 3 ] .   Nu m er o u s   n o is e - m atc h i n g   n e t w o r k s   w i th   b an d - p as s   f ilter s   ( B P F),   lo w - p as s   f ilter   ( L P F) ,   an d   h ig h   p ass   f ilter   ( HP F)  s tr u ctu r e s   th a t   ex h ib it   h i g h - p er f o r m a n ce   L N in   th co m p le m e n tar y   m eta l - o x id s e m ico n d u cto r   ( C MO S)  p r o ce s s   [ 1 4 ] [ 1 5 ] .   Ho w e v er ,   UW B   h as  m u lt ip le  f r eq u en cie s   w h ic h   r eq u ir to   ch an g co ef f ic ien t   d u to   th f r eq u e n c y   v ar iatio n s .   W h e n   u s i n g   an   L P to   ad d r ess   th i s ,   u p d ates  ar r eq u ir e d   alo n g   w it h   L P F   f ee d b ac k   co n n ec ted   to   t h L NA  w h ich   in cr ea s es  t h d ela y   a n d   p o w er   co n s u m p tio n .   C h u n g   a n d   I liad is   [ 1 6 ]   i m p le m en ted   ca s ca d am p li f ier   w ith   i n d u cti v lo ad   an d   g e n er atio n   to   o p tim ize  h i g h l y   s e n s it iv L N A   f o r   R F   en v ir o n m e n t s .   T h m ai n   f o c u s   o n   ca s ca d to p o lo g y   w as  d e s p ite  th s li g h tl y   h i g h   N d u e   to   th ad d itio n   o f   o n m o r tr an s is to r   th a n   th c o m m o n   g ate  an d   co m m o n   s o u r ce   s tr u ctu r e.   T h ca s ca d am p lif ier   to p o lo g y   w a s   b en ef icia i n   ter m s   o f   g ai n ,   li n ea r it y ,   a n d   b an d w id t h   d u to   th d u a l - tr an s is to r   co n f i g u r at io n   w h ich   r ed u ce d   ea r l y   v o lta g e f f ec ts   an d   Mil l er   ca p ac itan ce .   Ho w ev er ,   t h ca s ca d a m p li f ier   i n tr o d u ce d   m o r n o is e   d u to   th ad d itio n al  tr an s is to r   s tag w h ic h   i m p ac ted   t h o v er all  N F in   L N A .   Ag ar w al   et  a l.   [ 1 7 ]   s u g g es ted   n ar r o w b an d   in d u ce r   d eg en er ated   ca s ca d ed   L NA   d esi g n   f o r   attain i n g   ef f icien N A   an d   m a x i m u m   g ain   in   r ea l - ti m ap p licatio n s .   I n itiall y ,   th n ar r o w b a n d   in d u c er   d eg en er ated   th ca s ca d ed   L N A   d es ig n   a n al y z ed   in p u m atc h i n g   v al u e s ,   h i g h   g ai n ,   a n d   h i g h   r ev er s e   is o latio n   co ef f icie n t   v alu e s .   T h ese  v al u es  w er p lo tted   in   S m i th   c h ar af ter   p er f o r m i n g   an   a n al y s i s   o f   t h S - p ar a m eter   to   d eter m in t h s y s te m   s tab ilit y .   T h NA   w as  d ec r ea s ed   d u t o   th to p o lo g y   o f   i n d u cto r   d eg en er atio n   ad o p ted   in   L N A ,   w h ic h   ev e n t u all y   r ai s ed   th g ain   an d   li m ited   n o is e   p er f o r m a n ce .   Ho w e v er ,   th n ar r o w b a n d   ca s ca d L N A   s u f f er ed   f r o m   i n cr ea s ed   p o w er   co n s u m p tio n   a n d   d ela y   d u to   t h i n clu s io n   o f   m u lti p le  ca s ca d s ta g es.   Ha m d i   [ 1 8 ]   d ev elo p ed   W - b an d   L N A   in   C MO t ec h n o lo g y   f o r   w id eb an d   an d   n ar r o w b an d   ap p licatio n s .   T h d ev elo p ed   L N A   e m p lo y ed   ex ten s io n s   o f   i n p u m atc h i n g   b an d w id th   d ep en d i n g   o n   t h s o u r ce   d eg en er atio n   to p o lo g y ,   o p ti m ized   at  t h s u p p ly   v o lta g an d   ce n ter   f r eq u en c y .   T h L N A   d esi g n   w as   b ased   o n   an   a g r ee a b le   tr ad eo f f   b et w ee n   N A   a n d   g ai n   w h ic h   led   to   h ig h   li n ea r it y   a n d   b etter   b ilater al  s tab ilit y   r ep r esen ted   b y   a n   in p u t   th ir d - o r d er   in ter ce p p o in t.  H o w e v er ,   W - b an d   L N A   f ac ed   d if f ic u lt ies  w it h   h i g h   p o w er   co n s u m p tio n   d u to   co n s tr ain ts   i n   th C MO p r o ce s s   s ca li n g   at  h i g h   f r eq u e n c y ,   i m p ac ti n g   b o th   n ar r o w b an d   an d   w id eb an d .     Den g   et  a l.   [ 1 9 ]   in tr o d u ce d   a   r ef lectio n les s   r ec eiv er   ( R X)   to   m i n i m ize  i n - b a n d   in ter m o d u latio n   an d   h ig h - o r d er   m i x i n g   p r o d u cts.  T h R h ad   d o u b le - b alan ce   p ass i v m i x er ,   ab s o r p tiv in ter m ed iate  f r eq u en c y   ( I F)  a m p li f ier ,   an d   d u al - p ath   n o is e   n o is e - ca n ce l in g   L N A .   I n   o r d er   to   p r ev en th o u t - of - b a n d   s ig n a r ef lecte d   b y   a   m i x er ,   th ab s o r p tiv I am p li f ier   w a s   e m p lo y ed   to   m i n i m ize  th h ig h - o r d er   m i x in g   p r o d u cts  an d   in ter m o d u latio n   ca u s ed   b y   o u t - of - b an d   r e m i x i n g   s i g n als.  T h d u al - p ath   n o i s ca n ce li n g   L NA   w as  u tili ze d   to   ac h iev N A   at  th r an g o f   w id f r eq u e n c y .   Ho w e v er ,   R s u f f er ed   f r o m   i n cr ea s ed   n o is b ec au s o f   th e   in s er tio n   lo s s   o f   r e f lecti v s tr u ctu r e s   w h ic h   d eg r ad ed   th o v er all  p er f o r m a n ce .   Z h o u   et  a l.   [ 2 0 ]   p r esen ted   b r o ad b an d   R r ec eiv er   f r o n t - en d   cir cu it  f o r   in ter n et  o f   th i n g s   ap p licatio n s .   T h d u al - p ath   n o is e - ca n ce li n g   L N A   cir cu it  w a s   d esig n ed   to   ac h iev b al u n   f u n ctio n a lit y   a n d   i m p ed an ce   m atc h i n g   w it h o u th r eq u ir e m e n o f   on - c h ip   in d u cto r s .   T h cir cu it   o f   I l o ca o s cillato r   ( L O)   g en er atio n   w as  e m p lo y ed   i n   R to   g en er ate  n o n - o v er lap p in g   s i g n a ls   w it h   d u t y   c y cle  w h ic h   m i n i m ized   th m i x er s   p o w er   co n s u m p ti o n   an d   in cr ea s ed   its   g ain .   Ho w e v er ,   b r o a d b an d   R r ec eiv er s   s tr u g g led   to   ef f ec tiv el y   f ilter   o u u n w a n ted   s ig n als  b ec au s o f   t h e   b r o ad e r   f r eq u en c y   r an g e.   Fro m   t h o v er all  a n al y s is ,   t h e x i s tin g   tec h n iq u es  ar s ee n   to   h av li m itatio n s   li k e   th in tr o d u ctio n   o f   m o r n o is e   d u to   th ad d itio n al  tr an s i s to r   s tag an d   in s er tio n   lo s s   o f   r ef l ec ti v s tr u ctu r e s ,   in cr ea s ed   p o w er   co n s u m p tio n ,   an d   d ela y   d u e   to   th in cl u s io n   o f   m u ltip le  ca s ca d s ta g es.  Ho w e v er ,   UW B   h as   m u ltip le  f r eq u en cie s   w h ic h   r eq u ir to   th co ef f icie n to   b ch an g e d   d u to   t h f r eq u en c y   v ar iat io n .   W h e n   u s i n g   a n   L P to   ad d r ess   t h i s ,   u p d ates  ar r eq u ir ed   to   m an ag e   d ela y   a n d   p o w er   b ec a u s L P f ee d b ac k   co n n ec ted   to   th L N A   w h ic h   in cr ea s d ela y   a n d   p o w er   co n s u m p tio n .   T h ab o v e - s tated   p r o b lem s   n ee d   to   b e   s o lv ed ,   h en ce   ta k en   a s   th m o tiv atio n   o f   t h is   r esear c h .   T h er ef o r e,   L N A   w ith   p r e - d i s to r tio n   ar ch itect u r is   p r o p o s ed   to   r em o v m i n o r   n o is es  an d   s m all  g litc h es  b y   u s i n g   p r e - d is to r tio n   as  p ass i v e   co m p o n e n w h ich   r ed u ce s   d ela y   an d   p o w er   co n s u m p tio n   in   UW B .   T h m ai n   co n tr ib u t io n s   o f   t h i s   r esear ch   ar as  f o llo w s :   i)   th L N A   d es ig n   u ti lizes  a n   ar ch itect u r e   ca lled   p r e - d is to r tio n ,   lin ea r izatio n   m et h o d   to   s u p p r ess   in ter - m o d u latio n   d is to r tio n   in   L N A .   T h p r e - d is to r tio n   ar ch i tectu r o b tai n s   h i g h   p o w er   e f f icie n c y   an d   b etter   li n ea r it y   b y   m i n i m izi n g   f r eq u e n c y   in ter f er e n ce   an d   s ig n al  d is to r tio n ii)  t h L N w it h   p r e - d is to r tio n   o p er ates  w it h i n   t h s u b th r esh o ld   v o lta g e   r an g b y   p r o v id in g   tr an s is to r   to   ea ch   f r eq u en c y   as  an   i n p u w h ic h   g e n er ates  t h r esh o ld s   an d   r ed u ce s   n o is e   ef f ec tiv e l y .   A d d itio n al l y ,   t h er is   n o   f ee d b ac k   i n   t h o u tp u t ;   an d   iii)  t h p r o p o s ed   ar ch itectu r is   d ev elo p ed   o n   180 - n m   C MO S tec h n o lo g y   u s in g   C ad en s A SIC to o l.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  1 4 No .   1 Ma r c h   2 0 2 5 :   2 0 8 - 220   210   T h is   p ap er   is   s tr u ctu r ed   as  f o llo w s s ec tio n   2   d escr ib es  th e   p r o p o s ed   m et h o d   in   d etail .   S ec tio n   r ep r esen ts   t h L N w it h   p r e - d is to r tio n   m eth o d ,   w h ile  s ec ti o n   4   in d icate s   t h e   r es u lt s   a n d   d is cu s s io n .   L astl y ,   s ec tio n   5   s u m m ar izes t h o v er all  co n clu s io n   o f   t h i s   s t u d y .       2.   P RO P O SE M E T H O D   I n   th is   r esear c h ,   th e   L N A   w it h   p r e - d is to r tio n   ar ch itect u r i s   p r o p o s ed   to   r ed u ce   n o is ef f ec ti v el y .   T h R r ec eiv er   co n tai n s   L N A ,   Mi x er ,   L P F,  an a lo g   to   d ig ital  co n v er ter   ( A D C ) ,   an d   co d e w o r d   d is to r tio n .   I n itiall y ,   t h an a lo g   s ig n al  i s   p ass ed   th r o u g h   th e   L N A   to   a m p li f y   w ea k   i n co m in g   s ig n al s ,   w h er t h is   L N e m p lo y s   p r e - d is to r tio n   ar ch itect u r to   s u p p r ess   t h in t er - m o d u la tio n   d is to r tio n   a n d   o b tain   h ig h   p o w e r   ef f icien c y   w it h   b etter   lin ea r it y .   T h en ,   th s i g n al  is   f ed   in to   t h m i x er   b y   co m b i n in g   an   a n alo g   s ig n al   w i th   a n   in p u s i g n al  to   r em o v u n w a n ted   n o is in   th s ig n al.   T h en ,   L P A   is   u s ed   to   r em o v th h i g h - f r eq u e n c y   n o i s e   o r   in ter f er en ce   p r ese n i n   s ig n a l.  A DC   is   e m p lo y ed   to   c o n v er a n alo g   s ig n al  to   d i g ita s ig n al.   F in al l y ,   a   co d e w o r d   d etec to r   is   p er f o r m ed   to   id en tify   th t y p o f   s i g n al  to   b r ec ei v ed .   Fig u r e   1   d eter m in e s   b lo ck   d iag r a m   f o r   th R s y s te m .   T h p r o p o s ed   ar ch itectu r b eg in s   b y   p as s in g   t h an a lo g   s i g n al  i n to   L N A   w h ic h   d etec v a r iatio n s   i n   s ig n al s ,   w h ile   p r e - d is to r tio n   r ed u ce s   th i n ter m o d u la tio n   in t er f er en ce .   Fo llo w in g   th i s ,   m i x er ,   L P F,  A DC ,   an d   co d e w o r d   d etec to r   a r em p lo y ed .   T h o v er all  w o r k f lo w   o f   t h p r o p o s ed   m et h o d o lo g y   is   e x p lain ed :     I n itiall y ,   th a n alo g   s ig n al  i s   f ed   in to   L N A   w h ic h   d etec ts   v a r iatio n s   i n   th a m p lit u d o f   s i g n al.       L N A   u til ize s   p r e - d i s to r tio n   ar ch itec tu r to   s u p p r ess   i n ter - m o d u lat io n   d is to r tio n   in   L N A .   I n   t h e   s ch e m atic  L N A   d iag r a m ,   th f ir s b lo ck   is   p r e - d is to r tio n   cir cu it  w h ic h   is   p r o ce s s ed   b y   ac tiv e   co m p o n e n t s   th at  o b tain   h i g h   p o w er   ef f icie n c y   a n d   b etter   lin ea r it y   b y   m i n i m izi n g   f r eq u e n c y   in ter f er en ce   an d   s ig n al  d is to r tio n .       P r e - d is to r tio n   ar ch itect u r en ab les  h ig h - s p ee d   d ata  tr an s m i s s io n   w it h   s p ec tr u m   e f f i cien c y   w h ic h   ac h iev e s   lo w   p o w er   co n s u m p tio n   ef f ec ti v el y .   T h er ef o r e,   th lin ea r   r elatio n s h ip   b et w ee n   in p u t/o u tp u t   ( I /O )   an d   d is to r tio n   is   m in i m i ze d ,   an d   h en ce   th o v er all  a m p lif ier   lin ea r it y   is   ac h iev ed   b y   u s i n g   t h p r e - d is to r tio n   cir cu it b ef o r L N A .     I n   t h N - MO S   tr an s is to r ,   1 8   v o lts   tu r n s   o n ,   w h ile  0   v o lts   tu r n s   o f f .   I n   t h P - MO tr a n s is to r ,   0   v o lt s   ac ti v ate s   it,  w h i le  th s u p p l y   v o ltag tu r n s   it o f f .   T h en ,   t h o u tp u t i s   g e n er ated   n o is o u t n o is e - f r ee .     T h m i x er   p r o ce s s   in teg r ate s   t h R F in p u t si g n al  w it h   lo ca l o s cillato r   (L O )   s i g n al.   T h is   m i x in g   p r o ce s s   g en er ate s   s u m   a n d   d if f er en ce   f r eq u en c y   co m p o n en ts .     T h en ,   th m i x er   o u tp u i s   f ed   in to   L P to   ch ec k   w h et h er   it  co n tain s   n o is e.   Af ter   eli m i n at in g   t h n o i s e,   A D C   is   p er f o r m ed   to   co n v er an   an alo g   s i g n a l in to   d ig ita l sig n al.     Fin all y ,   co d ew o r d   d etec to r   is   u s ed   to   i d en tify   t h t y p o f   s i g n al  to   b e   r ec eiv ed   b y   s to r in g   p r ed eter m i n ed   p atter n s   o r   co d es c o r r esp o n d in g   to   th s ig n al.           Fig u r 1 .   R F b lo ck   d iag r a m       3.   L O NO I S E   AM P L I F I E WI T H   P R E - DIS T O R T I O ARCH I T E C T UR E   L N A   w it h   p r e - d is to r tio n   i s   d e s ig n ed   to   r ed u ce   n o i s an d   p o w er   co n s u m p tio n   f o r   UW B   in   R F.   T h e   p r e - d is to r tio n   co m p e n s ate s   f o r   n o n - l in er aite s   i n   L N A   a n d   en h a n ce s   t h s i g n al  clar it y .   T h is   p r o p o s ed   ar citec tu r is   s ig n i f ica n f o r   m a n ag in g   h i g h   s i g n al  in te g r it y   o v er   w id f r eq u en c y   r an g e s   to   r en d er   it  ap p r o p r iate  f o r   UW B   s y s te m .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864         Lo w - n o is a mp lifi er w ith   p r e - d is to r tio n   a r ch itectu r fo r   u ltr a - w id b a n d   …  ( P r a d ee p   K u m a r   S id d a n n a )   211   3 . 1 .     L o w   no is a m pli f ier   I n itiall y ,   th a n alo g   s ig n al  i s   f ed   in to   L N A   w h ic h   d etec ts   v a r iatio n s   i n   s i g n a a m p lit u d an d   p la y s   a   p r im ar y   r o le  in   t h r ec eiv er   s id e.   I n   an   R r ec eiv er ,   L N A   is   d esig n ed   to   a m p li f y   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ]   w ea k   i n co m i n g   s ig n al s   w h i le  estab li s h i n g   m i n i m al  ad d itio n al  n o is w h ic h   en h a n ce s   th r ec ei v er s   s e n s it iv it y   an d   i m p r o v es   th s i g n al - to - n o is r atio .   L N A   i s   ess e n tial  i n   ap p licatio n s   th at  n ee d   ac cu r ate  s ig n al  p r o ce s s in g   s u c h   as  i n   w ir ele s s   co m m u n icatio n   s y s t e m s   a n d   R F.  T h L N A   p er f o r m a n ce   i s   m ai n l y   af f ec ted   b y   th r ee   p ar a m eter s   w h ic h   ar NF,  g ain ,   an d   in p u i m p ed an ce   o f   t h a m p li f ie r .   T o   ac h iev th e s g o als  s i m u lta n eo u s l y ,   t w o - p h ase  to p o lo g y   is   u tili ze d   w it h   th f ir s p h a s o p ti m ized   f o r   lo w - n o is a n d   h ig h - g ain   o p er atio n .   T h s ec o n d   s tag a i m s   f o r   h i g h   lin ea r i t y   a n d   h i g h   1 d b   p o in co m p r ess io n   b y   e m p lo y i n g   n eg ati v f ee d b ac k .   T h ca s ca d to p o lo g y   w it h   i n d u cti v d eg en er atio n   is   u tili ze d   to   en ab le  ap p r o p r iate   im p ed an ce   m atc h in g   an d   is o latio n .   T h f ir s s tep   is   th esti m at io n   o f   th o p ti m u m   w id th   o f   th e   in p u tr an s is to r   1   to   ac q u ir th b est  n o is e   p er f o r m a n ce   w h ic h   is   ex p r es s ed   in   ( 1 ) :     1 =  1  = 1 3       ( 1 )     w h er e  ,   an d     r esp ec tiv e l y   r e p r esen t h tr a n s i s to r   len g t h ,   o x id ca p ac itan ce ,   s o u r ce   r esi s tan ce ,   a n d   o p er atin g   f r eq u en c y .   T h ca s c ad in g   tr an s is to r   d i m e n s io n   2   is   s a m e   as  t h at  o f   2 .   T h is   n ee d s   tr ad e - o f f   t o   p r ev en t h m a g n itu d o f   n o is 2   an d   M iller   e f f ec 1 .   T h r ef er n ce   cu r r e n   is   e v al u ated   d ep en d in g   o n   th cir cu i t p o w er   co n s u m p tio n .   T h o v er all  g ate - s o u r ce   ca p ac itan ce      o f   tr an s is to r   1   is   ex p r es s ed   in   ( 2 ) .      2 3 1      ( 2 )     T r an s is to r   3   is   u tili ze d   as  an   L N A   b iasi n g   n et w o r k   t h at  co n s tr u ct s   cu r r en m ir r o r   w i th   1 Fu r t h er   to   r ed u ce   th n o is a n d   p o w er   co n s u m p tio n ,   th tr a n s i s to r   w id th   3   is   s et  to   1   f r ac ti o n .   Fro m   ( 3 ) ,   it  is   d eter m in ed   t h at  t h s o u r ce   in d u cto r   i s   u t ilized   f o r   i m p e d an ce   m atc h i n g   a n d   t h in d u cto r   o f   th g ate  is   e m p lo y ed   f o r   in p u t r eso n a n ce   f r eq u en c y .     0 = 1 ( + )   50     ( 3 )     A   r es is ta n ce     is   u tili ze d   to   d eter m i n th e   g ate - s o u r ce   ca p ac itan ce   e f f ec i n   3   tr an s is to r   an d   its   v alu e   is   2 - Ω   in   0 . 1 8    .   T y p ically ,   1   is   co n s id er ed   to   b 5 - 1 0   ti m es    .   A t   th e   o u tp u t,  an   i n d u cto r   is   k ep at  t h d r ain   f o r   th m ai n   r ea s o n s .   I n i tiall y ,   it  is   to   attai n   t h d esire d   f r eq u e n c y   a th e   d r ain   in d u c to r   th at   r eso n ates  b y   th o v er all  d r ain   ca p ac itan ce .   Nex t,  it  g en er ate s   h ig h   i m p ed an ce   to   ac q u ir b etter   g ain .   T h v o ltag e   g ai n   f o r   L N A   is   co m p u ted   a s   f o r m u lated   m at h e m a ticall y   i n   ( 4 ) .   W h er e,   1   in d icate s   tr an s co n d u ctan ce   o f   1 1   r ep r esen ts   lo ad   i m p ed an ce ,   a n d      d en o tes  n et w o r k   q u alit y   f ac to r   in   i n p u t   m atc h in g .   Fi g u r e   2   r ep r esen ts   s ch e m atic  d iag r a m   f o r   L N A .      1 ,  = 1 2 0 = 0 ( + ) 2     ( 4 )     3 . 1 . 1 .   P re - dis t o rt io a m pli f ie r   T h L N A   d esi g n   u t ilizes  a n   ar ch itect u r ca lled   p r e - d is to r ti o n   w h ic h   i s   li n ea r izatio n   m eth o d   th at   s u p p r ess es   th in ter - m o d u lati o n   d is to r tio n   i n   L N A .   I n   t h s ch e m atic  L N d iag r a m ,   th e   f ir s b lo c k   is   p r e - d is to r tio n   cir cu it  w h ic h   is   p r o ce s s ed   b y   ac tiv co m p o n e n t s .   I n   th at,   th v ar iab le  v o ltag 1 . 8 2   p ea k   v o ltag e   ( )   is   g i v en   to   th f r eq u e n c y   w h ich   r e m o v es  m i n o r   n o is e.   T h m ai n   g o al  i s   to   i m p le m e n p r e - d is to r tio n   to   o b tain   h ig h   p o w er   ef f icie n c y   an d   b etter   lin ea r it y   b y   m i n i m i zin g   f r eq u en c y   in ter f er en ce   a n d   s ig n al  d is to r tio n .   T h p r e - d is to r tio n   ar ch itect u r is   d ev elo p ed   o n   1 8 0 - n m   C MO tech n o lo g y   w h ic h   ac h ie v es  b etter   li n ea r it y .   B ef o r am p li f icatio n ,   th p r e - d is to r tio n   ad j u s ts   th s i g n al  th at  r ed u ce s   d is to r tio n   an d   r en d er s   th s i g n al  o u tp u t   m atc h ab le   to   th in p u w h i c h   lead s   to   en h n ac ed   ef f icie n c y ,   an d   s ig n al  q u alit y   in   UW B .   Pre - d is to r tio n   is   o n o f   th g en er ic  ter m s   ad d ed   i n   th ar ch itect u r th at  h elp s   lin ea r ize  th m in o r   n o is a m p li f ier   b y   m a k i n g   s u itab le   m o d i f icatio n s   t h r o u g h   its   in s er tio n   at   t h f r o n o f   t h e   m ai n   d e v ice  to   ca n ce t h m o d u latio n   d i s to r tio n   o f   m aj o r   d ev ice  to   th I /O   s ig n al  an d   a m p lit u d e - p h ase.   Fi g u r e   3   d ep icts   th s ch e m at ic  d iag r a m   f o r   th p r e - d is to r tio n   cir cu it.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  1 4 No .   1 Ma r c h   2 0 2 5 :   2 0 8 - 220   212       Fig u r 2 .   T h s ch e m atic  d ia g r a m   f o r   L N A           Fig u r 3 .   T h s ch e m atic  d ia g r a m   f o r   p r e - d is to r tio n   cir c u it       P r e - d is to r tio n   is   in s er ted   in   at  th f r o n o f   t h p r i m ar y   d ev i ce   an d   h en ce   h e lp s   to   ca n ce m o d u latio n   d is to r tio n   o f   t h m aj o r   d ev ice.   T h p r im ar y   r o le  o f   t h p r e - d i s to r tio n   ar ch i tectu r i s   to   e n h a n ce   li n e ar it y   in   th e   I /O  b r o a d   r an g w it h o u N d eg r ad atio n .   T h is   ar ch itectu r en ab les  h ig h - s p ee d   d ata  tr an s m is s io n   w it h   s p ec tr u m   e f f icien c y ,   alo n g s i d lo w   p o w er   co n s u m p tio n   ef f ec ti v el y   ac h iev ed .   T h er ef o r e,   th lin ea r   r elatio n s h ip   b et w ee n   I /O   an d   d is to r tio n   is   m i n i m ized   a n d   h en ce   t h o v er all  a m p li f ier   li n e ar it y   is   ac h ie v ed   b y   u s i n g   t h p r e - d is to r tio n   cir cu i b ef o r L N A .   T h ca p ac ito r   an d   r esis to r   ar u s ed   a s   lo ad s   to   f ilter   o u p as s iv e   co m p o n e n t s .   I n   th N - MO tr an s i s to r ,   1 8   v o lts   tu r n s   o n ,   wh ile  0   v o lts   tu r n s   o f f .   I n   th P - MO tr a n s i s to r ,   0   v o lts   t u r n s   o n ,   w h ile  th s u p p l y   v o lta g t u r n s   o f f .   T h en ,   t h o u tp u is   g e n er ated   n o is e - f r ee   b y   eli m i n ati n g   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864         Lo w - n o is a mp lifi er w ith   p r e - d is to r tio n   a r ch itectu r fo r   u ltr a - w id b a n d   …  ( P r a d ee p   K u m a r   S id d a n n a )   213   n o is e.   Fi g u r e   4   in d icate s   th o v er all  d iag r a m   f o r   th L N A - p r e - d is to r tio n   ar ch itect u r e.   T h en ,   th o u tp u o f   p r e - d is to r tio n   is   f ed   i n to   th m i x er   p r o ce s s .           Fig u r 4 .   T h o v er all  s ch e m at i d iag r a m   f o r   t h L N A - p r e - d is to r tio n   cir cu it       3 . 2 .     M ix er   T h m ix er   p r o ce s s   in te g r ates   t h   R i n p u t   s i g n al  w it h   l in ea r   a m p lifie r   ( L A )   s i g n al   w h ich   g en er ate s   th s u m   a n d   d if f er en ce   f r eq u e n c y   co m p o n e n ts .   T h p r i m ar y   s tr u ct u r o f   a   s i n g le  m ix er   i s   th at  i h a s   2   i n p u t   p o r ts   an d   1   o u tp u p o r t.  I t   in teg r ates  ca r r ier   s ig n al  R s u b j ec t   to   d o w n - co n v er s io n   [ 2 3 ]   o r   u p - co n v er s io n   w it h   i n p u f r o m   L O.     T h p r o p e r ties   o f   m i x er   ar tim e - v ar ia n ce   an d   n o n li n ea r it y ,   an d   th o p e r atio n   is   d eter m i n ed   in   th e   ti m d o m ain   b y   m u ltip l y i n g   2   in p u t   s i g n als  w h ic h   ar n u m er icall y   e x p r ess ed   i n   ( 5 )   an d   ( 6 ) .   T h o u tp u o f   t h m i x er   is   e x p r ess ed   i n   ( 7 ) .   T h m ix er   o u tp u co n tai n s   t h e   s u m   a n d   d if f er en ce   o f   t h i n p u s i g n al  a n d   L O   f r eq u en c y .   T h en ,   t h o u tp u t o f   th m i x er   is   f ed   in to   L P F to   eli m i n ate  h ig h - f r eq u en c y   n o i s e.     ( ) =  1     ( 5 )     ( ) =  2     ( 6 )     ( ) . ( ) =  1 .  2 =  2  ( 1 2 ) +  2  ( 1 + 2 )   ( 7 )       3 . 3 .   L P F ,   ADC,   a nd   co dewo r d det ec t o r   Af ter   t h m i x er   o p er atio n ,   th e   L P is   p er f o r m ed   to   ch ec k   i f   it  co n tai n s   n o is i n   s ig n al.   I n   s i g n al   p r o ce s s in g ,   an   L P [ 2 4 ]   is   c o m m o n l y   u tili ze d   to   r e m o v o r   atten u ate   h ig h - f r eq u e n c y   c o m p o n en t s   f r o m   a   s ig n al  w h e n   allo w in g   th co m p o n en o f   lo w - f r eq u en c y .   I n   d ata  in ter p r etatio n s ,   it  en h an ce s   th clar it y   o f   s ig n al  an d   r ed u ce s   er r o r s   w h i ch   m a k it  cr u cial  f o r   ex ac s i g n al  p r o ce s s i n g .   T h is   p r o c ess   ass is t s   in   is o lati n g   th d esire d   lo w - f r eq u e n c y   co m p o n en ts ,   m a k i n g   it  ea s ier   to   ev alu ate  th s ig n al  f o r   f u r th e r   p r o ce s s in g .   Af ter   r e m o v i n g   t h n o is e,   th ADC  [ 2 5 ]   is   p er f o r m ed   to   co n v er a n   an alo g   s i g n al  in to   d ig ital  s ig n a l.  I d eter m in e s   th a n alo g   i n p u at   r eg u lar   i n t er v als,  q u a n tize s   t h v al u es  o f   s a m p le s   i n to   b in ar y   co d e,   an d   ass ig n s   d ig ita v alu e s   d ep en d in g   o n   t h i n p u v o ltag lev el s .   Af ter   co n v er tin g   to   d ig ital  s i g n al,   t h co d e w o r d   d etec to r   is   e m p lo y ed   to   id en ti f y   t h t y p o f   s ig n al  to   b r e ce iv ed ,   w h ile  s to r i n g   p r ed eter m i n e d   co d es  o r   p atter n s   co r r esp o n d in g   to   s ig n a ls .   Usi n g   an   L N A   w it h   p r e - d is to r tio n   in   th R r ec eiv er   en ab les  i m p r o v ed   lin ea r it y ,   r ed u ce s   n o is p er f o r m an ce s   b y   m a in tai n i n g   h i g h   s i g n a l - to - n o i s r atio ,   an d   p r o v id es lo w   p o w er   c o n s u m p tio n   d u to   o p tim ized   s ig n al  h an d li n g ,   r es u lti n g   in   o v er al l e f f icie n c y   g ai n s   i n   R F r ec eiv er   f o r   U W B   ap p licatio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  1 4 No .   1 Ma r c h   2 0 2 5 :   2 0 8 - 220   214   4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h p r o p o s ed   L NA   w it h   p r e - d is to r tio n   ar ch itect u r is   s i m u lated   b y   u tili zi n g   th C ad en ce   A s ic  to o an d   1 8 0 - n m   C MO tec h n o l o g y .   L N A   a m p li f ie s   th w e ak   in co m i n g   s i g n als  w h ile  e s tab lis h in g   m i n i m a l   ad d itio n al  n o is e   w h ich   i m p r o v es  s i g n al - to - n o i s r atio .   P r e - d is to r tio n   li n ea r izes  t h L N b y   m a k i n g   s u itab le  m o d i f icat io n s   b y   i n s er ti n g   it  at  th f r o n o f   t h m ai n   d ev i ce   to   r em o v m o d u latio n   d is to r tio n   o f   m aj o r   d ev ice  o n   th I /O   s i g n al  w i th o u NF  d eg r ad atio n .   T h p er f o r m an ce   o f   co n v e n tio n al  L N A   a n d   p r o p o s ed   L N w it h   p r e - d is to r tio n   is   p r esen te d   in   th f o llo w in g   s u b s ec tio n s .       4 . 1 .     P er f o rm a nce  a na ly s i s   Fig u r e s   5   an d   6   in d icate   th e   NF  p er f o r m a n ce   f o r   co n v e n tio n al  L N A   a n d   p r o p o s ed   L N A   w i th   p r ed is to r tio n   ar ch itect u r e.   NF   r ep r esen ts   t h r atio   o f   t h s i g n al - to - n o i s r atio   at  t h in p u o f   d e v ice  to   t h s ig n al - to - n o is r atio   at  o u tp u t,  w h ich   i s   m ea s u r ed   in   d ec ib els  ( d B ) .   NF  q u an tif ie s   ad d itio n al  n o is p r o d u ce d   b y   t h p r e - d is to r tio n   p r o ce s s   w h ic h   is   as s o ciate d   w it h   th e   o r ig in al  n o is le v el  o f   t h s ig n a l.  A   lo w er   NF   r ep r esen ts   t h at  th e   p r e - d is to r ti o n   ar ch itec tu r e f f ec ti v el y   m i n i m izes   s i g n a l d is to r tio n   w it h o u t i n cr ea s i n g   n o i s e,   w h ic h   is   s h o w n   in   F ig u r es   5   an d   6 .             Fig u r 5 .   P er f o r m a n ce   o f   NF  f o r   co n v en tio n al  L N A           Fig u r 6 .   P er f o r m a n ce   o f   NF  f o r   p r o p o s ed   L NA   w it h   p r e - d is to r tio n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864         Lo w - n o is a mp lifi er w ith   p r e - d is to r tio n   a r ch itectu r fo r   u ltr a - w id b a n d   …  ( P r a d ee p   K u m a r   S id d a n n a )   215   On   t h o th er   h an d ,   Fi g u r e s   7   an d   8   illu s tr ate  th p er f o r m an ce   o f   p o w er   w av f o r   co n v en t io n al  L N an d   th p r o p o s ed   L NA   w it h   p r e - d is to r tio n   ar ch itect u r e.   P o w er   w av p er f o r m an ce   m ea s u r es  th e f f icien c y   w it h   w h ic h   t h a m p li f ier   m a n ag e s   p o w er   s ig n als,  m i n o r   n o is es,  a n d   g li tch e s .   T h p r o p o s ed   ar ch itectu r e   ex h ib it s   b etter   p er f o r m an ce   i n   p o w er   w a v es,  as  co m p ar ed   to   th c o n v en tio n al  L N A   d u to   r ed u ce d   m in o r   n o is es  a n d   g litc h e s   w h ic h   p r o v it  to   b m o r ef f ic ien i n   p o w er   m a n a g e m e n t.  T h is   r es u l ts   in   clea r er ,   m o r s tab le  s ig n al  tr a n s m i s s io n   i n   p o w er   w av c h ar ac ter is tic s   in   t h   p r o p o s ed   L NA   w it h   p r e - d is t o r tio n .           Fig u r 7 .   P er f o r m a n ce   o f   p o w er   w av f o r   co n v e n tio n al  L N A           Fig u r 8 .   P er f o r m a n ce   o f   p o w er   w av f o r   p r o p o s ed   L NA   w i th   p r e - d is to r tio n       Fig u r es   9   an d   1 0   in d icate   th d elay   p er f o r m a n ce   f o r   co n v e n tio n al  L N A   a n d   p r o p o s ed   L NA   w it h   p r e - d is to r tio n   in   1 8 0   n m   C MO tech n o lo g y .   Fro m   th i s   an al y s i s ,   it  is   clea r   th at  L N w it h   p r e - d is to r tio n   ar ch itect u r h a s   les s   d ela y   o f   2 . 5 1 6   n s ,   w h ea r es  t h co n v en t io n al  L N ex h ib it s   5 . 0 1 3   n s .   T h p r o p o s ed   m et h o d   ac h iev e s   les s   d ela y   d u to   p r e - d is to r tio n   ad j u s ts   f o r   n o n li n ea r itie s   in   t h a m p li f ier   s ta g e.   T h is   s r ea m li n ed   s i g n al  m a n ag e m e n n o o n l y   m i n i m izes   th e   d ela y   b u also   i n cr ea s e s   t h s p ee d   an d   q u alit y   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 9 - 4864   I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t Vo l.  1 4 No .   1 Ma r c h   2 0 2 5 :   2 0 8 - 220   216   tr an s m itted   s i g n al  w h ic h   en ab les  th p r o p o s ed   L NA   w it h   p r e - d is to r tio n   to   b e   mo r r eliab le .   T h is   s tr ea m lin ed   p r o ce s s   m in i m izes d ela y e n h a n c in g   t h o v er all  s i g n al  q u ali t y   an d   s p ee d .           Fig u r 9 .   Dela y   p er f o r m a n ce   f o r   co n v en tio n al  L N A           Fig u r 1 0 .   Dela y   p er f o r m an ce   f o r   p r o p o s ed   L NA   w ith   P r e - d is to r tio n         Fig u r es   1 1   an d   1 2   d em o n s tr at th p er f o r m an ce s   o f   p o w er   co n s u m p tio n   f o r   co n v e n tio n al   L N A   an d   p r o p o s ed   L N A   w it h   p r e - d is t o r tio n .   T h eir   o b s er v atio n   p r o v es  t h at  t h p r o p o s ed   a p p r o a ch   o b tain s   b etter   p o w er   co n s u m p tio n   o f   4 3 . 0 6 × 10 - 6   W ,   as  o p p o s ed   to   co n v en tio n al  L N o f   1 . 2 5 6   1 0 - 3   W .   T h is   is   b ec au s o f   th p r e - d is to r tio n   ar ch itect u r w h ic h   m i n i m ize s   th n o n - l in ea r ities   i n   th a m p li f ier ,   an d   h en ce   d o es  n o r eq u ir as  m u ch   p o w er   to   f i x   d is to r tio n s .   T h is   i n   t u r n   e m p o w er s   th L N A   w i th   p r e - d is to r tio n ,   th er eb y   s tan d i n g   m o r p er s u asi v w it h   less er   b y   p o w er   co n s u m p tio n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   R ec o n f i g u r ab le  &   E m b ed d ed   Sy s t     I SS N:   2089 - 4864         Lo w - n o is a mp lifi er w ith   p r e - d is to r tio n   a r ch itectu r fo r   u ltr a - w id b a n d   …  ( P r a d ee p   K u m a r   S id d a n n a )   217       Fig u r 1 1 .   P er f o r m an ce   o f   p o w er   co n s u m p tio n   f o r   co n v e n ti o n al  L N A           Fig u r 1 2 .   P er f o r m an ce   o f   p o w er   co n s u m p tio n   f o r   p r o p o s ed   L N A   w it h   p r e - d is to r tio n       T ab le   1   d eter m i n es  th p er f o r m an ce   an a l y s is   o f   co n v en tio n al  L N A   a n d   p r o p o s ed   L NA  w it h   p r e - d is to r tio n   in   1 8 0   n m   C MO S   tech n o lo g y .   T h p er f o r m an ce   o f   L N A   i s   co m p ar ed   ag ain s t h p r o p o s ed   ar ch itect u r e.   T h o b tain ed   r e s u lt s   s h o w   th a L N A   w it h   p r e - d is to r tio n   ac h ie v es  s u p er i o r   NF  o f   2 . 1 6   d B   b ec au s t h p r o p o s ed   ap p r o a ch   en ab le s   li n ea r it y .   T h is   h en ce   r ed u ce s   n o i s p er f o r m a n ce s   b y   m ai n tai n i n g   a   h ig h   s i g n al - to - n o is r atio ,   an d   p r o v id es  lo w   p o w er   co n s u m p tio n   d u to   th o p tim ized   s ig n al  h a n d lin g   w h ic h   lead s   to   o v er all  ef f ic ien c y   g ai n s   i n   R r ec ei v er .   T h r esu lts   e m p h a s ize  th e f f ec tiv e n e s s   o f   in co r p o r atin g   p r e - d is to r tio n   in   b o o s tin g   t h r eso u r ce f u l n es s   an d   ex ec u tio n   o f   L N A   i n   R F.       T ab le  1 .   P er f o r m a n ce   an al y s is   f o r   co n v e n tio n al  L N A   a n d   p r o p o s ed   L NA   w i th   p r e - d is to r tio n   P e r f o r man c e   C o n v e n t i o n a l   L N A   P r o p o se d   L N A   w i t h   p r e - d i s t o r t i o n   N F   ( d B )   3 . 6 8   2 . 1 6   I I P 3   ( d B m)   6 . 1 5 7   3 . 8 7 4   A r e a   ( mm 2 )   1 . 4 6   0 . 1 5   S 1 1   < - 6   < - 9   P o w e r   ( W )   1 . 2 5 6 × 10 - 3   4 3 . 0 6 × 10 - 6   1   d B   c o mp r e ssi o n   p o i n t   8 . 5   7 . 2   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.