一款应用于软件无线电的发射机关键模块的研究与设计

发布时间：2020-06-29 06:20

【摘要】：近年来,随着无线通信技术的发展,各种为了满足不同应用场景和需求的无线通信标准层出不穷。软件无线电的提出可以协调不同通信体制的兼容性问题,这就需要覆盖频带更广、可配置性更灵活、性能指标更苛刻的射频芯片作为强有力的硬件平台支撑。基于CMOS 65nm工艺,本论文设计了一款应用于软件无线电架构的发射机,频段覆盖300MHz～2.7GHz的频率范围。为了降低功耗提高芯片集成度,发射机采用的是直接正交上变频架构。数模转换器(DAC)采用的是14比特的电流舵结构,通过分段译码和动态原件匹配(Dynamic Element Mapping,DEM)技术对DAC的动态性能进行优化,同时为了增强设计的鲁棒性,DAC的单位电流源大小设计成可配置的。低通滤波器(LPF)采用的是巴特沃斯三阶有源RC低通滤波器,增益覆盖-18～11.5dB,具备6dB粗调步进和0.5dB细调步进,带宽覆盖1～32MHz。LPF设计过程中提出了可配置的前馈放大器,以实现性能功耗的最优。为了提高线性度,上混频器采用的是带源极反馈电阻的吉尔伯特结构。论文对每个模块原理图和版图做了详细的设计,并且做了充分的仿真验证。芯片采用板上芯片封装(chip onboard,COB)方式测试,结果表明:在未校准下,发射机的镜像抑制和本振泄露可以达到-40dBc以上,OIP3可以达到14dBm。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN92
【图文】：

等高线图,相位失配,本振,幅度

２发射机系统架构及指标分析逡逑度相位失配的等高线图用ｍａｔｌａｂ描绘出来，如图２．邋６所示：逡逑１０°邋逦逦逦＇邋＾￣１逦逦邋＇邋＇￣￣＇￣＇邋Ｉ逦＇邋ｒ邋＇￣￣＇￣＇邋■邋＇邋＇邋？逡逑２０ｄＢ逡逑１０＇＇邋＇逦＂．．．．．．、．２遍逦＼逡逑—．．．．．．———．．．＂￣＿．．一．．．．邋一逦、邋；邋：逡逑＊＊＊逦＇＇邋ｎ３0ｃＩＢ逡逑０．０７ｄＢ＿逦逦逦邋＇５ＭＢ邋＼逦ｊ逦ｊ逦．逡逑４０ｄＢ逡逑一２邋—逦一逦逦逦邋＼逦＼逦－逦５逦．逦－逡逑１0邋：邋、＇，邋＼邋）邋［？邋：逡逑：邋＇丨逡逑．逦、＼邋＼邋Ｉ邋Ｉ邋ｌ邋｜邋Ｉ邋：逡逑＼逦ｉ逦ｌ逦Ｉ逦｜逡逑．３邋逦邋．邋．逦，逦．邋Ｉ逦｜邋：逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦邋■邋■－」逡逑１0１0－３逦１0－２逦00２逦１０－１逦１０°逡逑△ｅ逡逑图２．６镜像抑制比受幅度相位失配的影响逡逑如图可知，要达到－４０ｄＢ以上的镜像抑制比，相位失配应该小于0．0２°，幅逡逑度失配应该达到0．0７ｄＢ以内。逡逑发射机的本振泄露性能可以由相对本振泄露（ｒｅｌａｔｉｖｅ邋ｃａｒｒｉｅｒ邋ｌｅａｋａｇｅ，邋ＲＣＬ）指逡逑标来表示：逡逑ＲＣＬ＝Ｖ＾＋Ｗ逦（２．２）逡逑Ｍｌ逡逑式（２．２）中，Ｆ０Ｓｌ＊ｒ０ＳＱ分别是等效到正交上混频器的ＩＱ输入直流失调逡逑量，主要来源于发射通道中的二次非线性；Ｍ丨是正交上混频器的输入基带信号幅逡逑度。本振泄露对通信的影响体现在两个方面。首先，会破坏发射信号的信号星座逡逑图

关系图,三阶交调,非线性电路,级联

图２．邋７三阶交调特性和ＡＣＬＲ关系图逡逑

【参考文献】