有源混频器的研究与设计
发布时间：2021-04-12 06:17
21世纪以来,无线通信技术高速发展,人们对通信设备的需求不断扩大,要求也越来越高。同时,CMOS工艺大小正在不断减小,无线通信设备更趋向于集成化。在无线通信设备中,射频接收机是很重要的模块,它决定了无线通信系统的性能。其中,混频器是射频接收机中重要的模块,在射频前端信号很强,提高混频器的性能指标即是提高整个射频前端的性能指标,因此研究混频器具有重要的意义。本文对混频器的研究现状进行讨论后,根据经典的吉尔伯特有源混频器电路结构,对混频器的性能指标:转换增益、线性度和噪声系数等进行了介绍,文章采用了TSMC 0.18um RFCMOS工艺,完成了以下三款有源混频器的设计与仿真:（1）设计了一种基于电流复用结构的下变频有源混频器。该电路主要是通过电流复用结构、动态电流注入结构来提高电路的性能。电路的工作电压为1.2V,Cadence软件仿真验证表明:电路的转换增益是25.4dB,线性度是26.04dBm,电路功耗是8mW,噪声系数是7.78dB。（2）设计了一种基于跨导系数修正结构的下变频有源混频器。电路增加了一个跨导系数修正结构,该结构可以使得电路增益和线性度得到改善。电路还在跨导级漏极端...
【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非线性系统的交调现象
时开关 管对没有噪声。当开关管的状态是非理想状开关 管都导通，开关管会产生噪声。M3 M4i2d3i2d4M5 M6i2d5i2d6iRF+iRF-图 3.5 开关级产生的噪声作在非理想状态时，电路的热噪声电流可表示为：2 2 2 2 2, 3 4 5 63 4 5 64 4 4 4n tot d d d dm m m mI i i i iKT g KT g KT g KT g ）中，当开关管工作在非理想工作状态时的噪声与频率工作在非理想工作状态的时间有关。噪声
图 4.10 线性度后仿真电路的前后仿对比可以发现，由于采用实际环境应用仿真，后点，导致性能变差，对电路产生了影响，但性能符合设计要器电路中，电路的功耗与增益、噪声以及线性度相互制约。本流注入结构，减小电路的噪声的同时，还减小了负载的电压得到有效降低。在设计本章电路的参数时，还通过调节 MOS 和电路中电感的大小，对各个参数进行综合折中选取，使得功最优。如图 4.11 所示，是电路的功耗图，其大小为8mW。-20 -10 0 10 20 30-100-80-60-40-20IIP3/dBmOIP3/dBm3dB/dB24.7dBm,25.48dBm
【参考文献】：
期刊论文
[1]高线性度有源混频器的设计[J]. 李桂琴,宋树祥,岑明灿,刘国伦,谢丽娜. 广西大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]射频前端CMOS有源混频器的设计[J]. 李桂琴,宋树祥,岑明灿,刘国伦,张泽伟. 电子元件与材料. 2018(09)
[3]一种带有巴伦电路的24 GHz上混频器设计[J]. 周正轩,李罡,林甲富,章国豪. 电子技术应用. 2018(03)
[4]一种低闪烁噪声高线性度WLAN混频器的设计[J]. 郭本青,文光俊. 微电子学. 2012(02)
[5]一款工作于2.4GHz频段的带有源负载的高性能双平衡有源混频器（英文）[J]. 姜梅,张兴,王新安,刘珊,徐锋,汪波,宗洪强,沈劲鹏. 北京大学学报(自然科学版). 2012(04)
[6]浅谈CMOS模拟集成电路版图设计的器件匹配方法[J]. 姚芳,李秋利. 集成电路通讯. 2008(04)
博士论文
[1]CMOS有源混频器噪声及射频接收前端关键技术研究[D]. 郭本青.电子科技大学 2011
硕士论文
[1]MTK平台上高级音频播放系统的设计与实现[D]. 易炜.厦门大学 2008
本文编号：3132789
【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
非线性系统的交调现象
时开关 管对没有噪声。当开关管的状态是非理想状开关 管都导通，开关管会产生噪声。M3 M4i2d3i2d4M5 M6i2d5i2d6iRF+iRF-图 3.5 开关级产生的噪声作在非理想状态时，电路的热噪声电流可表示为：2 2 2 2 2, 3 4 5 63 4 5 64 4 4 4n tot d d d dm m m mI i i i iKT g KT g KT g KT g ）中，当开关管工作在非理想工作状态时的噪声与频率工作在非理想工作状态的时间有关。噪声
图 4.10 线性度后仿真电路的前后仿对比可以发现，由于采用实际环境应用仿真，后点，导致性能变差，对电路产生了影响，但性能符合设计要器电路中，电路的功耗与增益、噪声以及线性度相互制约。本流注入结构，减小电路的噪声的同时，还减小了负载的电压得到有效降低。在设计本章电路的参数时，还通过调节 MOS 和电路中电感的大小，对各个参数进行综合折中选取，使得功最优。如图 4.11 所示，是电路的功耗图，其大小为8mW。-20 -10 0 10 20 30-100-80-60-40-20IIP3/dBmOIP3/dBm3dB/dB24.7dBm,25.48dBm
【参考文献】：
期刊论文
[1]高线性度有源混频器的设计[J]. 李桂琴,宋树祥,岑明灿,刘国伦,谢丽娜. 广西大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]射频前端CMOS有源混频器的设计[J]. 李桂琴,宋树祥,岑明灿,刘国伦,张泽伟. 电子元件与材料. 2018(09)
[3]一种带有巴伦电路的24 GHz上混频器设计[J]. 周正轩,李罡,林甲富,章国豪. 电子技术应用. 2018(03)
[4]一种低闪烁噪声高线性度WLAN混频器的设计[J]. 郭本青,文光俊. 微电子学. 2012(02)
[5]一款工作于2.4GHz频段的带有源负载的高性能双平衡有源混频器（英文）[J]. 姜梅,张兴,王新安,刘珊,徐锋,汪波,宗洪强,沈劲鹏. 北京大学学报(自然科学版). 2012(04)
[6]浅谈CMOS模拟集成电路版图设计的器件匹配方法[J]. 姚芳,李秋利. 集成电路通讯. 2008(04)
博士论文
[1]CMOS有源混频器噪声及射频接收前端关键技术研究[D]. 郭本青.电子科技大学 2011
硕士论文
[1]MTK平台上高级音频播放系统的设计与实现[D]. 易炜.厦门大学 2008
本文编号：3132789
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