0.7~2.6GHz宽带CMOS功率放大器设计
本文选题:多模收发机 + 多模功率放大器 ; 参考:《东南大学》2015年硕士论文
【摘要】:近年来,随着无线通信技术的快速发展,支持多种无线通信标准的移动终端成为人们生活中不可或缺的工具,因而对射频收发机提出了多模多标准应用的需求。功率放大器作为射频收发系统中的关键模块,会对收发机的整体性能产生重要影响。多模多标准收发机中功率放大器的常用设计方案包含多频带并行方案和宽带方案。宽带功率放大器可以利用单块芯片支持多个工作频段和通信标准,在成本和可扩展性上具有较大的优势。本课题针对多模多标准收发机中的宽带功率放大器模块进行研究和设计。基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,介绍了应用于0.7-2.6GHz频段内的宽带CMOS功率放大器的设计和测试过程。本课题设计的功率放大器采用两级线性放大器结构,设计中利用有耗匹配网络和低Q值多级匹配网络实现宽带匹配,保证工作频带内输入匹配和输出功率满足指标要求。运用增益补偿和负反馈技术实现了功率放大器的宽带特性。宽带功放的芯片面积为0.5mm2,输出匹配网络在片外实现。后仿真结果表明宽带功放的工作频率为0.7-2.6GHz,最大输出功率大于23dBm,输出1dB压缩点大于20dBm, 1dB压缩点处的功率附加效率为19.30%o.--35.5%。频带内功率增益大于23dB,S11小于-10dB。测试结果表明本文设计的宽带CMOS功率放大器的可用工作频段为0.7-1.5GHz,最大输出功率为18.2-22.3dBm,输出1dB压缩点为16.6-21.4dBm, 1dB压缩点处功率附加效率为7.70%~23.4%。频带内功率增益大于16dB, Sn小于-13dB。本课题所设计的宽带CMOS功率放大器具有较好的线性度和超过一个倍频的工作频带,适用于多种无线通信标准,可作为发射模块的一部分应用于多模多标准收发系统中。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of wireless communication technology, mobile terminals supporting various wireless communication standards have become an indispensable tool in people's lives, so the requirements of multi-mode and multi-standard applications for RF transceivers have been put forward. As a key module in RF transceiver system, power amplifier will have an important impact on the overall performance of transceiver. The common design schemes of power amplifier in multi-mode and multi-standard transceiver include multi-band parallel scheme and wideband scheme. Wideband power amplifiers can support multiple working frequency bands and communication standards using a single chip, which has great advantages in cost and scalability. The research and design of broadband power amplifier module in multi-mode multi-standard transceiver. Based on TSMC 0.18 渭 m CMOS process, the design and test process of wideband CMOS power amplifier used in 0.7-2.6GHz band are introduced. The power amplifier designed in this paper adopts a two-stage linear amplifier structure. In the design, the lossy matching network and the low Q multi-level matching network are used to achieve broadband matching, which ensures that the input matching and output power in the working band meet the requirements. The wideband characteristic of power amplifier is realized by using gain compensation and negative feedback technique. The chip area of broadband power amplifier is 0.5 mm 2, and the output matching network is realized. The simulation results show that the working frequency of wideband power amplifier is 0.7-2.6GHz, the maximum output power is more than 23dBm, the output 1dB compression point is more than 20dBm, and the power additional efficiency at 1dB compression point is 19.30o.-35.5. The power gain in the frequency band is greater than 23dBX S11 less than -10dB. The test results show that the available operating frequency range of the wideband CMOS power amplifier is 0.7-1.5GHz, the maximum output power is 18.2-22.3 dBm, the output 1dB compression point is 16.6-21.4dBm, and the additional power efficiency at the 1dB compression point is 7.70g / 23.4dBm. The power gain in the frequency band is greater than 16 dB and Sn is less than -13 dB. The broadband CMOS power amplifier designed in this paper has better linearity and more than one frequency-doubling frequency band. It is suitable for various wireless communication standards and can be used in multi-mode multi-standard transceiver systems as part of the transmission module.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN722.75
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本文编号:1824319
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