可编程射频收发芯片滤波技术研究

发布时间：2023-08-03 18:00

　　随着芯片工艺技术和电路设计技术的进步,CMOS晶体管开关的性能提升、无电感信号通路实现、数字电路处理能力增强,这使设计可编程射频收发芯片成为可能。滤波技术是可编程射频收发芯片的关键技术与难点之一。为了满足各种通信协议的需求,芯片基带滤波器的最大调谐带宽要大于20MHz,带宽调谐范围要大于100倍,同时还要具有增益调节的能力。在缺少片外高性能滤波器的情况下,片上滤波器在可调信道带宽的范围内需要拥有80dB的带外信号抑制能力。本论文围绕可编程射频收发芯片中的滤波技术进行了研究,主要研究内容包括:(1)从可编程射频收发芯片的系统与架构设计入手,分析了收发链路对各级滤波器的指标要求,给出了滤波器组中各级滤波器的基本设计指标;(2)研究了模拟有源RC低通滤波器的设计原理,对模拟基带滤波器中非理想运算放大器的影响进行了详细的分析,通过推导通带波纹与运放GBW和PM的关系,对模拟滤波器级联设计法进行了改进,使之适用于带宽与功耗折中的边界条件。利用改进的级联设计法对收发通路的四个模拟基带滤波器进行了电路设计,并完成了版图设计与仿真,其中的接收通路模拟基带滤波器,带宽调谐范围为200kHz-39.2MH...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 主要研究内容与创新点
    1.4 论文的组织结构
2 可编程射频收发机滤波链路的系统设计
    2.1 收发机架构
        2.1.1 直接变频接收机
        2.1.2 现代直接变频发射机
        2.1.3 可编程射频收发芯片架构与设计指标
    2.2 滤波链路的系统设计
        2.2.1 信号通路上滤波链路的设计
        2.2.2 模拟滤波器指标分析
        2.2.3 数字滤波器指标分析
    2.3 各级滤波器指标分配
        2.3.1 模拟滤波器指标分配
        2.3.2 数字滤波器指标分配
3 模拟基带滤波器结构研究与设计
    3.1 模拟基带滤波器结构研究
        3.1.1 一阶有源RC低通滤波器结构
        3.1.2 双二阶有源RC低通滤波器结构
    3.2 非理想运算放大器分析
        3.2.1 劳斯-赫尔维兹(Routh-Hurwitz)稳定判据
        3.2.2 一阶有源RC低通滤波器稳定性分析
        3.2.3 Tow-Thomas双二阶有源RC低通滤波结构稳定性分析
        3.2.4 级联设计法在功耗与带宽极限折中条件下的改进
    3.3 带宽校准环路
        3.3.1 带宽校环路的结构
        3.3.2 带宽校准原理
        3.3.3 信号传输延迟引入的带宽校准误差的消除
        3.3.4 带宽校准流程
    3.4 模拟基带滤波器电路设计
        3.4.1 运算放大器设计
        3.4.2 模拟基带滤波器设计
        3.4.3 滤波器带宽校准环路设计
    3.5 版图设计
4 数字滤波器原理及设计
    4.1 ΔΣ模数转换器
        4.1.1 ΔΣ调制器
        4.1.2 抽取滤波器组
    4.2 数字滤波器设计原理
    4.3 数字滤波器实现结构
        4.3.1 直接型FIR滤波器
        4.3.2 转置结构FIR滤波器
        4.3.3 多相(polyphase)结构[52]FIR滤波器
    4.4 数字滤波器设计
        4.4.1 接收通路数字滤波器设计
        4.4.2 发射通路数字滤波器设计
5 仿真与验证
    5.1 模拟基带滤波器仿真
        5.1.1 TI-LPF仿真
        5.1.2 RxBBF仿真
        5.1.3 接收链路滤波器边界配置条件验证
        5.1.4 模拟基带滤波器仿真结果总结
    5.2 滤波链路验证
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3838552