适用于WLAN 802.11b接收器的混频器设计

摘要

近年来,无线通讯系统的蓬勃发展带来了低成本、低功耗CMOS无线接收器研究和设计的春天。伴随着工艺的不断进步,CMOS工艺本征频率(ft)越来越高,射频接收器中的大部分电路单元都可以采用射频CMOS工艺来实现,而无源器件(片上电感和电容)的片上实现使得射频接收器单片集成成为可能。正是在这样的背景下,本论文对单片集成射频接收器的关键模块一下混频器进行了研究和设计工作。
　　 首先,本论文简要介绍了射频接收器系统常见的体系结构,并给出了适用于WLAN802.11b通讯标准的接收器架构。在此基础上,介绍了衡量系统性能和混频器性能的重要指标的含义。
　　 其次,本文介绍了混频器的工作原理及常见的电路结构,从理论上分析了电路中各部分影响混频器性能的诸多条件和参数(线性度、转换增益、噪声等),并通过图表较为直观地反映了性能指标和设计参数的关系。
　　 随后,基于上述理论分析,给出了一个高性能的可适用于WLAN802.11b接收器的下变频混频器设计,其难点在于输入级跨导最大程度线性化和尾电流直流偏置的设计。混频器采用双平衡Gilbert单元结构,设计使用SMIC0.35umCMOS工艺参数,用CadenceSpectreRF进行仿真,结果达到3.56dBm的IIP3,25.7dB的单边带噪声因子,2.3dB的增益,性能基本达到设计要求。
　　 最后针对仿真结果进行了总结和分析,指出了目前设计中的不足之处,为进一步改进提供了方向。