应用于DVB-T的CMOS宽带可变增益低噪声放大器设计

摘要

随着现代通信技术的飞速发展和市场需求的不断提高，对射频接收机的性能提出了更高要求。对于接收机中的射频电路模块而言，低噪声是一个非常重要的指标。低噪声放大器作为接收机的第一级，其增益和噪声性能直接影响整个接收机的性能。 本文主要讨论应用于DVB-T CMOS宽带可变增益低噪声放大器的设计与实现。论文在介绍接收机的基本结构与性能参数，以及低噪声放大器设计原理的基础上，给出了低噪声放大器基本结构框架以及各种结构的性能比较。重点讨论了低噪声放大器的噪声特性和对数增益线性控制方法，分析了增益、噪声系数、线性度等性能指标之间的关系，并讨论了折衷优化方法。设计的48～860MHz宽带可变增益低噪声放大器，采用信号相加式结构电路、控制信号转换电路和电压并联负反馈技术实现。采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺对电路进行设计和流片，芯片测试结果表明，对数增益线性变化范围为-1～15.5dB，S<,11>和S<,22>均小于-13dB，输入1dB压缩点大于-15.5dBm，在1.8V电源电压下，功耗为32.4mW，最小噪声系数后仿真结果为2.7dB。本文给出了详细的版图设计，并给出了本文设计的低噪声放大器的测试方案。 本文的研究内容具有一定的前瞻性，设计的CMOS宽带可变增益低噪声放大器可以应用于DVB-T系统。随着CMOS工艺特征尺寸不断缩小，0.18μmCMOS工艺的特征频率已经达到近50GHz，具备了设计和实现射频集成电路的可行性，所以本课题具有非常好的市场应用前景和工程应用价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

§1.1概述

§1.2研究背景

§1.3工艺的选择

§1.4论文的内容安排

第2章射频接收机

§2.1射频接收机简介

§2.2接收机性能指标

§2.2.1接收机灵敏度

§2.2.2接收机动态范围

§2.2.3线性度

§2.2.4稳定性

§2.2.5增益

§2.3宽带可变增益LNA性能参数

第3章CMOS宽带可变增益LNA设计

§3.1概述

§3.2噪声理论分析

§3.2.1噪声的分类

§3.2.2器件噪声

§3.2.3噪声系数(noise figure)

§3.2.4二端口网络的噪声系数

§3.2.5降低噪声系数的措施

§3.3 CMOS宽带可变增益LNA结构确定

§3.4电路仿真优化

§3.5 Cadence Virtuoso版图设计及后仿真

第4章CMOS宽带可变增益LNA测试

§4.1测试方案

§4.2测试结果

§4.3测试结果分析

第5章总结与展望

§5.1总结

§5.2展望

参考文献

致谢

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