低功耗高线性度的低噪声放大器及正交混频器设计与实现

发布时间：2019-09-18 14:26

【摘要】：全球数字广播(DRM, Digital Radio Mondiale)与数字音频广播(DAB, Digital Audio Broadcasting)是继传统的调幅和调频广播之后的新一代广播,具有抗噪声、抗干扰、抗多径衰减等优点。DRM/DAB接收芯片的设计是数字广播系统开发的重点与难点,对于提升我国在无线通信芯片领域的核心竞争力具有重要意义。本文基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,对DRM/DAB接收芯片中的低噪声放大器(LNA, Low Noise Amplifier)和正交混频器(Quadrature Mixer)进行设计。采用基于有源负反馈结构的低噪声放大器,该结构可以回避输入阻抗与噪声系数和增益之间的折中关系,使设计具有更大的灵活性。通过合理的设计,有源负反馈低噪声放大器在提供足够增益的同时,可以达到很低的噪声系数和良好的线性度,满足DRM/DAB接收机的应用要求。该LNA无需电感,极大地减小了芯片面积和成本。正交混频器核心结构基于传统Gilbert混频器,为了提高其线性度,采用派生项叠加技术优化跨导级的线性度,在不牺牲其它性能的前提下改善了混频器的线性度并获得了较高的转换增益和较低的噪声系数。在Cadence软件环境下对LNA和正交混频器进行了电路前仿真、版图设计和后仿真。结果表明：本课题的LNA具有两种增益模式,在150kHz到240MHz的频带内,输入匹配特性良好,增益最大为17.73dB,噪声系数最低为2.72dB。输入ldB压缩点最小为-8.96dBm,输入三阶截点最小为1.92dBm；正交混频器在35MHz的中频频率上,转换增益达到6.94dB,噪声系数在输入为240MHz时候为12.38dB,输入三阶截点可以达到17.52dBm。上述低噪声放大器和正交混频器的后仿真结果基本可以满足设计指标的要求,经过进一步优化可以集成到DRM/DAB接收机芯片中。
【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】：TN722.3;TN773

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本文编号：2537552