无线WiFi系统中功率放大器的设计与研究
发布时间：2020-09-25 07:45
在过去的30多年里,各种无线通信技术取得了突飞猛进的进步,逐渐影响着生活的各个方面。移动通信业务从上个世纪80年代发展到现在有了很大的发展,尤其是个人通信业务的迅速发展,手机用户的增加,随之而来的是移动互联网需求的增大,这些会对无线通信技术发展有极大的推动作用。无线wifi作为其中的最典型的代表,将面临着很大的挑战。本文主要对应用于无线wifi系统的满足802.11b/g标准的功率放大器进行设计。首先介绍了无线wifi系统的发展背景,然后对wifi系统中CMOS功率放大器的优势和面临的挑战做了简单的介绍和分析。接着又介绍了功率放大器的具体的设计原理和方法。在进行输出匹配时,先理论分析了变压器和LC匹配网络的具体原理,基于TSMC40nm工艺,在HFSS中设计了匝数比为2:3的变压器,并优化其性能,使其的K值达到了0.874,提高了其的效率。最后是基于TSMC 40nm工艺下应用于无线wifi系统中满足802.11b/g标准的动态增益可控的驱动功率放大器和功率放大器的设计。他们都采用的是差分cascode结构,其中驱动功率放大器分成三路cascode结构,通过打开或者关断来调节总电流的大小从而调节其电压的变化。功率放大器中我们在输入端加入了PMOS管用来抵消输入管由于电压引起的电容变化导致的非线性,另外在cascode上我们使用了自偏置结构,利用cascode管栅端和漏端串联的RC电路,达到滤波和降低栅源电压摆幅的作用,从而缓解热载流子退化效应和防止管子电压击穿。电路进行级联后,我们通过cadence仿真得到了仿真结果,通过调节驱动功率放大器的不同增益,整体的增益可以分别调节为30.24dB,35.9dB,41.58dB,其中饱和输出功率可以达到27.03dBm,1d B压缩点的输出功率可以达到25.02dBm。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN722.75;TN92
【部分图文】：
上海交通大学硕士学位论文者相辅相成，共同向前发展。多元化，一体化的网络格局正在形成，相信在不的将来，无线宽带技术将会更加迅猛的发展，因此研究无限宽带技术具有很重的现实意义。图 1-1 无线系统收发射机结构图Figure 1-1 Wireless System Transmitter and Receiver Structure
图 1-2 典型功率管和深亚微米Fig. 1-2 curves of typical power devices and deep submicron MOSFETs1-2 所示，实线为典型功率管和虚线为深亚微米功率管的 I-以从图中看出，对于典型功率管，相比于能承受的最高电压小的一个值，影响比较小。但对于深亚微米功率管，能承受寸的减小而减小，这种情况下膝点电压相较于能承受的最高晶体管的工作区极大的减小[8]。，除了以上的主要问题，沟道夹断电压和稳定性等方面也存述，设计一款实用的 CMOS 功率放大器具有很大的挑战。结构研究主要围绕对应用于无线wifi系统满足802.11b/g标准的放大器进行展开，总共分为 6 个章节，具体内容介绍如下：绪论。首先介绍了 WiFi 的研究背景，以及国内外功率放
图 2- 1 功率放大器单音输入的失真Fig.2-1 Distortion of a PA with one-tone input图 2- 2 1dB 压缩点曲线Fig.2- 2 Compression point1dB 压缩（1dB Compression, P1dB）点衡量了射频功率放大器的输出信号随输入信号功率压缩的情况[11]。当输出功率偏离它的线性响应输出功率 1dB
本文编号：2826445
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN722.75;TN92
【部分图文】：
上海交通大学硕士学位论文者相辅相成，共同向前发展。多元化，一体化的网络格局正在形成，相信在不的将来，无线宽带技术将会更加迅猛的发展，因此研究无限宽带技术具有很重的现实意义。图 1-1 无线系统收发射机结构图Figure 1-1 Wireless System Transmitter and Receiver Structure
图 1-2 典型功率管和深亚微米Fig. 1-2 curves of typical power devices and deep submicron MOSFETs1-2 所示，实线为典型功率管和虚线为深亚微米功率管的 I-以从图中看出，对于典型功率管，相比于能承受的最高电压小的一个值，影响比较小。但对于深亚微米功率管，能承受寸的减小而减小，这种情况下膝点电压相较于能承受的最高晶体管的工作区极大的减小[8]。，除了以上的主要问题，沟道夹断电压和稳定性等方面也存述，设计一款实用的 CMOS 功率放大器具有很大的挑战。结构研究主要围绕对应用于无线wifi系统满足802.11b/g标准的放大器进行展开，总共分为 6 个章节，具体内容介绍如下：绪论。首先介绍了 WiFi 的研究背景，以及国内外功率放
图 2- 1 功率放大器单音输入的失真Fig.2-1 Distortion of a PA with one-tone input图 2- 2 1dB 压缩点曲线Fig.2- 2 Compression point1dB 压缩（1dB Compression, P1dB）点衡量了射频功率放大器的输出信号随输入信号功率压缩的情况[11]。当输出功率偏离它的线性响应输出功率 1dB
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 陈卓伟;游彬;;基于Load-Pull系统的射频功率放大器的设计[J];电子器件;2009年05期
2 龚敏强;刘光祜;;宽带功率放大器的设计[J];现代电子技术;2009年11期
3 李亮;李文渊;王志功;;2.4 GHz CMOS功率放大器设计[J];电子器件;2006年02期
相关博士学位论文 前1条
1 刘辉;射频功率放大器线性化技术研究[D];西安电子科技大学;2005年
本文编号：2826445
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2826445.html
