基于0.13um CMOS工艺的800MHz～2500MHz宽带低中频上混频器的设计

摘要

射频混频器是无线收发系统中的关键模块,它的主要作用是利用混频器电路的非线性实现频率的转换。本论文设计的是一个基于0.13umCMOS工艺的800MHz～2500MHz宽带低中频上混频器,该混频器的输入中频信号为40MHz～500MHz,本振信号为800MHz～2500MHz,输出的射频信号为800MHz～2500MHz。该混频器工作在1.2V的低电压下,总共消耗的电流在12mA左右,主要应用在900MHz、1900MHz,2.4GHz三个频段。该混频器主要由四个部分组成:IF端口的输入阻抗匹配网络、混频器核心电路、增益放大电路、RF端口的输出阻抗匹配网络。混频器核心电路采用开关折叠结构混频器,它具有较高转换增益,良好的线性度和噪声系数,并且能工作在低电源电压下。该混频器的三个端口都匹配到了50Ω附近,输入阻抗匹配网络采用共栅电路来设计,输出阻抗匹配网络采用共漏电路来设计,而本振端口是利用50Ω的偏置电阻来实现匹配。本论文采用了源简并技术来提高混频器的输入跨导级的线性度。通过仿真分析,本论文设计的上混频具有较高的转换增益,大约为12dB,良好的线性度,输出1dB压缩点大约为-14dBm,输出三阶交调点大约为-0.6dBm,较好噪声性能,噪声系数大约为15dB。

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1 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 论文的主要内容及研究成果

2 无线收发机射频前端的系统结构

2.1 接收机的系统结构

2.2 发射机的系统结构

2.3 小结

3 混频器性能参数和拓扑结构

3.1 混频器理论和性能参数

3.3 小结

4 折叠开关混频器理论和设计

4.1 折叠开关混频器工作原理

4.2 噪声理论

4.3 线性度理论

4.4 提高线性的技术

4.5 级联模块的性能分析

4.6 混频器性能优化

4.7 小结

5 混频器的性能仿真及分析

5.1 阻抗匹配

5.2 转换增益

5.3 噪声系数

5.4 线性度

5.6 小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献