新型CMOS射频接收机低噪声电源管理系统的研究与设计

摘要

近年来，通信技术发展迅速，无线通信更是飞速发展，这把射频技术放在了更加显著的位置。射频电路是构成通信系统、雷达系统和微波应用系统中发射机和接收机的关键部件，在当今各个领域得到了广泛的应用。作为射频通讯产品的核心的射频通讯芯片面临巨大挑战，更高程度的系统集成已成为获得更低的成本和更高的性能的必需手段。因此，集成所需的电源管理功能是今后射频集成电路发展的一个重要方向。 本文基于CMOS工艺，研究和设计了集成于射频接收芯片内的低噪声电源管理系统。详细分析了片内电源噪声的来源，在此基础上，提出了以抑制片内电源噪声为目的的电源域划分方案，使用不同的电源供电模块以减小相互之间的噪声干扰；结合带隙基准源和阈值电压偏置电压源的优点，研究并设计了一种结合数字校正方法的低噪声参考电压源，在获得极低输出噪声的同时，又保证了参考电压的精度。同时为射频接收芯片的不同类型模块，包括模拟射频以及数字模块分别设计了合适的片内LDO，以提供片内电源。 结合以上研究和设计，本文采用SMIC0.18um CMOS工艺，为GPS射频接收芯片设计了低噪声电源管理系统的电路和版图，并通过了后仿真验证。仿真结果表明，本文提出的电源管理系统具有噪声低、可靠性高、集成度高并具有数字化管理功能的特点。