多模多频接收机低压可配置信道选择滤波器的研究与实现

摘要

随着无线通信技术的飞速发展及在3G产业的推动下，对能支持多种模式的便携式通信终端成了目前研究的热点。随着集成电路工艺的不断进步，电源电压的不断降低，低电压的设计也随之变得重要。本文研究了一款能满足于GSM、RFID、TD-SCDMA、WLAN a/b/g等模式的可配置信道选择滤波器，该滤波器在0.13μm CMOS1.1V电源电压下实现，本文的研究取得了如下结果：
　　 1.基于Biquad滤波器设计理论，设计了一种基于多路负反馈结构的带3-bit控制位的四阶巴特沃斯滤波器单元。为使信道选择滤波器具有较好的邻道抑制性能，采用3个四阶巴特沃斯滤波器单元级联的结构，降低了滤波器设计的复杂度，同时也降低了滤波器对运算放大器增益带宽积(GBW)的要求。
　　 2.设计了一款带密勒补偿和调零电阻的两级运算放大器，第一级采用折叠式共源共栅放大电路，第二级采用共源级放大电路。得到了运放的增益为67dB、相位裕度为66°、增益带宽积为220MHz，既满足了滤波器对运算放大器的要求，同时又降低了功耗。
　　 3.在开关电阻阵列设计中，采用了一种电阻复用技术，从而降低了信道选择滤波器芯片的面积。
　　 4.在保证信道选择滤波器线性度的同时，在其第一级增加了一个增益为12dB的前置放大电路，降低了信道选择滤波器整体的噪声系数。
　　 5.芯片采用0.13μm CMOS1P8M工艺进行流片，I、Q两路信道选择滤波器的核心面积为1.44mm2。搭建了芯片测试平台并完成芯片的测试，测试结果显示单路信道选择滤波器的功耗为14.3mW，滤波器的三阶交调IIP3≥-5dBm，实现了对信道选择滤波器截止频率250kHz-12MHz的可配置。