SSB（单边带）混频器设计

摘要

近年来，随着CMOS工艺以及无线移动通信系统的迅速发展，便携式设备得到了空前的发展。在巨大市场需求的促使下，射频模块、中频模块以及基带电路趋于集成在一个单芯片或封装之内，以达到低功耗、高集成度、低成本、高可靠性的目的。作为射频前端电路的核心部件，混频器的设计显得尤为重要，其性能直接影响整个系统的性能及系统对其他功能模块的要求。
　　为达到低电压低功耗的设计目标，本文通过对传统的吉尔伯特混频器(GilbertCell Mixer)进行结构上的改进，从而设计出了适用于低电压工作环境下的混频器。其主要改进点在于使用折叠式结构替代了传统的堆叠式结构，从而降低了对工作电压的要求。同时，利用LC谐振网络中的电感来消除寄生电容的影响，有效的提高了吉尔伯特单元混频器的各项性能指标。本文对该混频器进行了详细的分析，最后给出了需要进一步改进的地方。
　　本设计采用Smic0.13μm的CMOS工艺库，使用Spectre RF工具进行仿真、Virtuoso Layout Editor工具完成了版图设计。本设计完成了一款工作电压为1.2V，射频输入频率为915MHz，本振输入频率为730.4MHz，中频输出频率为184.6MHz的新型低压混频器的设计，使用Cadence中的Spectre RF工具进行仿真验证，结果表明，转换增益为13.71dB，噪声系数为7.05dB，三阶交调点为0.82dBm，功耗为8.30mW，满足设计指标要求。

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摘要

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附表索引

第1章 绪论

1．1 混频器研究背景及目的

1．2 混频器研究现状及趋势

1．3 混频器设计难点及挑战

1．4 课题来源

1．5 论文主要内容

第2章 射频接收机系统结构以及混频器概述

2．1 射频接收机的系统结构

2．1．1 超外差式接收机

2．1．2 零中频接收机

2．1．3 低中频接收机

2．1．4 镜像抑制接收机

2．1．5 不同结构接收机的对比与选择

2．2 混频器概述

2．2．1 混频器的基本工作原理

2．2．2 混频器的分类

2．2．3 混频器的主要性能指标

2．3 本章小结

第3章 低压高增益CMOS混频器的设计

3．1 RF-Transceiver模块系统架构及设计指标

3．2 低压低功耗混频器性能指标分析

3．3 低压低功耗混频器核心电路设计

3．3．1 电路拓扑结构优化

3．3．2 跨导级设计

3．3．3 本振开关级设计

3．4 静态偏置电路的设计

3．5 本章小结

第4章 版图设计

4．1 混频器版图设计分析

4．1．1 器件匹配

4．1．2 噪声优化

4．1．3 其他优化设计

4．2 混频器版图设计结果

4．2．1 偏置电路版图设计

4．2．2 整体电路版图设计

4．3 本章小结

第5章 混频器仿真结果

5．1 电路仿真结果

5．2 仿真结果分析

5．3 本章小结

结束语

参考文献

致谢