无线收发器20MHz带宽可重构低通滤波器研究与设计

摘要

近年来，随着无线通讯在便携式产品与北斗导航中的应用促使无线标准得到了空前的发展。由于人们日益增长的需求，使得对无线通讯产品的要求逐步提高。对于之前的简单实现单信号的处理已经完全不能满足人们的需求。相比之前，现在要求无线通信产品实现单芯片对多信号进行处理、要求更低的功耗、更小的面积，因此设计一款高集成、低功耗、高性能的无线射频收发机芯片已经成为目前研究重点。
　　在无线通讯发展的过程中，CMOS工艺实现的成本效率极大的增强了多模式无线应用的出现。现在多模/多频带接收机主要是基于复用的方案进行设计。它们避免使用多个芯片，并且能够实现可调谐，这使得它们在面积和功率消耗得到有效控制。对于多信号处理的接收机前端，模拟基带滤波的设计是一个关键的任务。模拟滤波器主要是为了在多模接收机中进行信道的选择，对有用信号不进行衰减或者说很小的衰减，对无用信号作很大的衰减，将有用信号从接收的信号中选择出来。本论文主要研究基于TSMC0.18um工艺的可重构带宽滤波器。如何设计一款高线性、高抑制比与宽调谐范围的滤波器逐步成为科研机构的研究重点，因此来说，非常有必要对可重构带宽滤波器进行研究与设计。
　　本论文主要是通过对滤波器的高线性与宽调谐范围展开讨论与设计。通过对滤波器的重要的组成单元跨导的线性度的分析与改进，从而来改变整体滤波器的线性度。并通过改进跨导单元的结构，实现宽的范围的跨导调谐，使整个滤波器在0.65MHz至20MHz范围可调。通过优化整体电路的Q值，使整体电路的二倍频衰减在整个可调范围内达到20dB/dec。对于电路和版图都基于TSMC0.18um工艺完成，整体电路已经投片。

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1 绪 论

1.1滤波器研究背景

1.2滤波器国内外研究概况

1.3论文的主要研究内容

2 滤波器概述

2.1 滤波器传输特性

2.2 滤波器分类

2.3 经典滤波器传输函数

2.4 滤波器非理想特性

2.5 本章小结

3 跨导放大器

3.1 简介

3.2 跨导放大器原理

3.3 常见跨导放大器

3.4 高线性宽跨导范围跨导放大器设计

3.5 跨导放大器运用

3.6 本章小结

4 无线收发器20MHz带宽可重构低通滤波器设计

4.1 滤波器设计方法

4.2 带宽可重构设计方案

4.3可重构带宽滤波器的设计

4.4 滤波器版图设计

4.5 本章小结

5 无线收发器20MHz带宽可重构低通滤波器仿真与分析

5.1 滤波器带宽扫描仿真

5.2 滤波器二倍频衰减仿真

5.3 滤波器瞬态仿真

5.4 滤波器噪声仿真

5.5 滤波器无杂散动态范围仿真

5.6 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献