多模式多频带接收机中前端基带电路的设计

摘要

近年来随着人们对无线通信需求的增加，无线通信的标准不断增多，这对无线接收机的发展提出了更新的挑战——多模式多频带。这种思想起源于上世纪九十年代，由于只是将适用于两个标准的两组电路并行连入同一接收机，因而尽管实现了多模式多频带的功能，却不能满足高集成度和低成本的要求。目前多模式多频带接收机多是基于基带复用的结构，以提高集成度和降低成本。
　　本论文研究的内容是适用于多模式多频带接收机的基带电路的设计，其中包括宽频带范围内频率精确可调的跨导电容低通滤波器的设计和宽增益可调范围的可变增益放大器的设计。
　　首先，设计了一种高线性度的跨导运算放大器，实现跨导值0～840μs范围内连续可调。然后以此为基础进行了三阶切比雪夫低通滤波器的设计，仿真结果表明此滤波器的截止频率在150k~23MHz连续可调，但其截止频率对温度变化较为敏感，因此有必要引入自调谐电路稳定其截止频率。
　　频率的自调谐是基于锁相环的原理，通过控制与滤波器匹配的压控振荡器的振荡频率来控制滤波器的截止频率。在对锁相环原理分析的基础上，完成了各个模块的设计。仿真结果表明，滤波器的截止频率可以在200k~20MHz的范围内实现精确的调节，误差在0.1％~0.4%范围内。对于相同的输入参考频率，温度在-20℃~70℃之间变化时，截止频率的相对变化在±1.8%以内。
　　对可变增益放大器的主体结构进行改进，避免了指数增益控制电路的引入以及可能由它带来的增益线性范围的减小。三级级联的放大器结构实现了-40dB~45dB的增益变化范围，增益误差小于±3dB。
　　由低通滤波器，频率自调谐电路和可变增益放大器构成整体的基带电路，在TSMC0.18μm CMOS工艺条件下进行仿真。结果表明整体电路截止频率调节范围为200k~20MHz，调节误差为-3%~0.2%，增益的调节范围为-45.3~71.3dB，符合多模式多频带接收机中基带电路的要求。

目录

多模式多频带接收机中前端基带电路的设计

FRONTEND BASEBAND CIRCUITS DESIGN FOR MULTI-MODEMULTI-BAND RECEIVER

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 应用概述

1.3 国内外发展现状

1.4论文主要内容

第2章 OTA-C型低通滤波器的设计

2.1 跨导运算放大器的设计

2.2 OTA-C型低通滤波器的设计

2.3 本章小结

第3章 低通滤波器频率自调谐电路的设计

3.1 基于锁相环的自调谐的原理

3.2 压控振荡器的设计及仿真

3.3 鉴频鉴相器的设计及仿真

3.4 电荷泵及环路滤波器的设计及仿真

3.5 锁相环及低通滤波器整体电路的仿真

3.6 本章小结

第4章 可变增益放大器的设计

4.1 可变增益放大器结构分析与改进

4.2 可变增益放大器的电路设计

4.3 可变增益放大器的仿真

4.4 可变增益放大器的版图设计

4.5 本章小结

第5章 基带电路整体仿真

5.1 基带电路的整体结构

5.2 基带电路整体仿真

5.3 本章小结

结 论

参考文献

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致 谢