蓝牙收发器射频电路的系统研究及芯片设计

摘要

本论文以蓝牙收发器的射频芯片设计为主要的研究内容，从系统的角度首先对芯片的系统参数进行定义，然后再设计各个射频模块，最后流片后测试由这些射频模块组合成一块RFIC的整体性能，并介绍了蓝牙测试的一些相关的内容。　　本文简要介绍了蓝牙系统，主要进行了蓝牙收发器的相关规格定义的研究，并对蓝牙的射频系统的几个重要参数：NF，IIP3，IRR等进行了分析，找出了最适合的收发器的架构，以收发机的系统仿真为重点，利用EDA软件对系统参数进行更复杂的计算，定义出PA，LNA，MIXER，VCO这几个子模块的参数，并介绍几种特殊的RF工艺器件，进行各个子模块的设计，分别利用目前较为前沿的几项研究的成果来指导子模块的设计。　　本论文研究的芯片已经在TSMC0.18μm的CMOS工艺上流片并测试成功，在论文最后附上了相关的测试结果。

目录

摘要

第一章引言

1.1 BlueTooth技术简介

1.2论文的主要研究工作

第二章BlueTooth射频收发器的相关规格定义和系统分析

2.1 BlueTooth收发器的相关规格定义

2.2 BlueTooth的收发器的系统分析

2.2.1：接收器的噪声系数(Noise Figure)

2.2.2：接收器前端LNA+MIXER三阶截止点(IIP3)

2.2.3：频率综合器的相位噪声(Phase Noise)

2.2.4：发射器的邻道保护率(ACPR)

2.2.5：接收器的镜像抑制度(Image Rejection Ratio)

2.3 BlueTooth的收发器的拓扑结构

2.3.1：接收器的拓扑结构选择

2.3.2：发射器的拓扑结构选择

2.3.3：低中频结构发射器的RFIC模块

第三章BlueTooth收发器的系统仿真和模块定义

3.1 BlueTooth收发器的仿真系统的建立

3.2 BlueTooth收发器的系统仿真结果

3.3 BlueTooth收发器的RF模块的规格定义

第四章BlueTooth RFIC的工艺选择和特殊器件

4.1 BlueTooth RFIC的工艺选择

4.2平面螺旋电感(Spiral Inductor)

4.3变容二极管(Varactor)

4.4其他特殊RF器件

第五章BlueTooth RFIC的模块设计

5.1低噪声放大器LNA设计

5.1.1 Gate Noise的定义和计算

5.1.2 LNA的噪声系数

5.1.3 LNA的实现

5.2混频器MIXER设计

5.2.1混频器的选择

5.2.2单平衡混频器的实现

5.2.3 LNA+MIXER的仿真结果

5.3压控振荡器VCO设计

5.3.1压控振荡器的相位噪声的LTV模型

5.3.2压控振荡器的实现

5.4功率放大器PA的设计

第六章BlueTooth RFIC的版图和测试结果

6.1 RFIC Layout布局

6.2 RFIC测试环境

6.3 RFIC测试结果

参考文献

致谢

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