增益可调的多频带低功耗射频前端电路的设计

摘要

随着无线通信标准和通信频带的快速发展，消费电子等通讯制造商致力于在单个手持设备上集成更多的模块以实现更多的功能。这也使得无线接收机与尽可能多的通信标准和通信频带相兼容的需求大大增加。在无线接收机中，低噪声放大器和混频器构成的射频前端是其主要的耗能模块，同时低功耗设计是近年来集成电路设计的趋势，所以降低射频前端的功耗对接收机系统来说有着十分重要的意义，而且低功耗射频前端的设计在学术界和工业界一贯是热门的研究课题。 论文总结了多频带射频前端和低功耗射频前端的背景和研究现状，在传统窄带结构的基础上，改进设计为可调谐的多频窄带频率选择结构的射频前端，解决了多频带和低功耗的折中问题。其中，低噪声放大器采用的是单端输入的带有源极电感退化的共源共栅结构，单端结构和电流复用技术均降低了功耗，LC谐振负载通过改变谐振电容来调整射频前端的中心频率，以便覆盖整个工作频段。混频器采用的是无源结构，由跨导级、开关级和跨阻级构成。其中跨阻级提出一种gm-boost共栅放大器结构，在共栅放大器的基础上构造负反馈环路以提升中频跨导，从而实现对中频信号的虚地效果，提升中频电流吸收效率，从而降低了功耗。并且低噪声放大器和混频器通过改变等效负载阻抗来实现增益可调，以适应不同强度的输入信号。 论文在SMIC55nm RFCMOS工艺下，对增益可调的多频带低功耗射频前端进行了原理图设计和版图设计，并进行了前仿真和后仿真。后仿结果显示，在1V供电电压下，论文所设计的增益可调的多频带低功耗射频前端可以在1.7GHz~2.5GHz频段工作，噪声系数低于4dB，转换增益3dB~36dB可调，步长为3dB，功耗为1.91mW。

目录

第一个书签之前