低功耗射频接收机前端关键模块的技术研究
发布时间：2022-11-01 21:19
随着物联网、人工智能和生命科学等领域的交叉快速发展,人类正逐步进入智能和信息社会。射频前端模块作为电子设备与外界通信的重要媒介,其性能直接决定了电子设备的通信模式、通信质量、稳定性和待机时间等重要性能指标。随着半导体工艺和通信技术的不断发展,射频前端模块向着超宽带,超高频以及超低功耗等方向不断探索。本文就射频接收机前端的关键模块低噪声放大器、混频器和频率源进行了广泛而深入的研究,主要研究成果如下:1.由于目前大多数超宽带低噪声放大器设计面临着高功耗和低集成度等缺点,本文给出了一种在芯片面积及功耗方面具有显著优势的超宽带低噪声放大器电路。电路的第一级和第二级利用电流复用技术将晶体管进行堆叠以降低功耗;利用电感峰化技术实现在高频处增益的平坦性,同时结合电阻负反馈结构实现输入级的匹配。最终测试工作带宽为2.8~10 GHz,平均功率增益、噪声系数、功耗以及芯片面积分别为13.2 dB、4.38 dB、6.54 mW和0.07 mm~2。2.针对于现代无线通信中对于多模、多频带和多功能的要求,本文提出了一种可变增益超宽带低噪声放大器电路。低噪声放大器电路采用两级放大结构,电路的第一级通过采用电...
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 国内外研究动态
1.2.1 超宽带低噪声放大器和混频器的研究动态
1.2.2 超高频频率源的研究动态
1.2.3 锁相环频率合成器的研究动态
1.2.4 晶体振荡器电路的研究动态
1.3 本文的主要研究内容及创新工作
1.4 论文的结构安排
第二章 射频接收机前端的基础理论介绍
2.1 射频接收机前端架构
2.1.1 直接变频接收机
2.1.2 超外差接收机
2.1.3 低中频接收机
2.1.4 镜像抑制接收机
2.1.5 数字中频接收机
2.2 接收机的基本参数概念
2.2.1 增益
2.2.2 灵敏度与噪声系数
2.2.3 选择性和线性度
2.2.4 动态范围
2.3 低噪声放大器和混频器基本理论知识
2.3.1 噪声系数和增益
2.3.2 输入输出匹配和隔离度
2.3.3 稳定性
2.3.4 线性度和带宽
2.3.5 低噪声放大器和混频器设计流程
2.4 频率源基本理论知识
2.4.1 相位噪声
2.4.2 谐波抑制
2.5 频率源的分类
2.5.1 LC振荡器频率源
2.5.2 声表面波谐振器频率源
2.5.3 石英晶体谐振器频率源
2.5.4 锁相环频率源
2.6 本章小结
第三章 超宽带低噪声放大器及混频器的研究与实现
3.1 引言
3.2 低噪声放大器相关理论分析
3.2.1 噪声源分析
3.2.2 低噪声放大器结构分析
3.2.3 宽带低噪声放大器带宽展宽技术
3.3 低功耗超宽带低噪声放大器具体研究与实现
3.3.1 电路设计与分析
3.3.2 版图设计与测试结果
3.4 可变增益超宽带低噪声放大器研究与实现
3.4.1 电路设计与分析
3.4.2 版图设计与测试结果
3.5 可变增益超宽带混频器的研究与设计
3.5.1 电路设计与分析
3.5.2 仿真结果
3.6 本章小结
第四章 高频频率源的研究与设计
4.1 引言
4.2 振荡器模型分析
4.3 天线集成型超高频振荡器设计
4.3.1 最大功率输出实现方法
4.3.2 传输线及天线设计
4.3.3 仿真结果
4.4 Ka波段低功耗锁相环频率合成器设计
4.4.1 锁相环线性模型分析
4.4.2 压控振荡器分析与设计
4.4.3 分频器分析与设计
4.4.4 锁相环其他模块设计
4.4.5 版图设计及仿真结果
4.5 本章小结
第五章 集成型石英晶体振荡器电路的研究与设计
5.1 引言
5.2 晶体振荡器模型分析
5.3 集成型恒温晶体振荡电路的研究
5.3.1 集成型恒温晶体振荡设计方案
5.3.2 稳压模块和分频器模块设计
5.3.3 输出驱动级设计
5.3.4 温控模块设计方案
5.3.5 振荡器模块设计及实现
5.4 集成型温度补偿晶体振荡器的研究与实现
5.4.1 集成型温度补偿晶体振荡器设计方案
5.4.2 温度补偿模块
5.4.3 稳压模块
5.4.4 振荡模块和选频设计
5.4.5 版图设计及测试结果
5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3700117
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.2 国内外研究动态
1.2.1 超宽带低噪声放大器和混频器的研究动态
1.2.2 超高频频率源的研究动态
1.2.3 锁相环频率合成器的研究动态
1.2.4 晶体振荡器电路的研究动态
1.3 本文的主要研究内容及创新工作
1.4 论文的结构安排
第二章 射频接收机前端的基础理论介绍
2.1 射频接收机前端架构
2.1.1 直接变频接收机
2.1.2 超外差接收机
2.1.3 低中频接收机
2.1.4 镜像抑制接收机
2.1.5 数字中频接收机
2.2 接收机的基本参数概念
2.2.1 增益
2.2.2 灵敏度与噪声系数
2.2.3 选择性和线性度
2.2.4 动态范围
2.3 低噪声放大器和混频器基本理论知识
2.3.1 噪声系数和增益
2.3.2 输入输出匹配和隔离度
2.3.3 稳定性
2.3.4 线性度和带宽
2.3.5 低噪声放大器和混频器设计流程
2.4 频率源基本理论知识
2.4.1 相位噪声
2.4.2 谐波抑制
2.5 频率源的分类
2.5.1 LC振荡器频率源
2.5.2 声表面波谐振器频率源
2.5.3 石英晶体谐振器频率源
2.5.4 锁相环频率源
2.6 本章小结
第三章 超宽带低噪声放大器及混频器的研究与实现
3.1 引言
3.2 低噪声放大器相关理论分析
3.2.1 噪声源分析
3.2.2 低噪声放大器结构分析
3.2.3 宽带低噪声放大器带宽展宽技术
3.3 低功耗超宽带低噪声放大器具体研究与实现
3.3.1 电路设计与分析
3.3.2 版图设计与测试结果
3.4 可变增益超宽带低噪声放大器研究与实现
3.4.1 电路设计与分析
3.4.2 版图设计与测试结果
3.5 可变增益超宽带混频器的研究与设计
3.5.1 电路设计与分析
3.5.2 仿真结果
3.6 本章小结
第四章 高频频率源的研究与设计
4.1 引言
4.2 振荡器模型分析
4.3 天线集成型超高频振荡器设计
4.3.1 最大功率输出实现方法
4.3.2 传输线及天线设计
4.3.3 仿真结果
4.4 Ka波段低功耗锁相环频率合成器设计
4.4.1 锁相环线性模型分析
4.4.2 压控振荡器分析与设计
4.4.3 分频器分析与设计
4.4.4 锁相环其他模块设计
4.4.5 版图设计及仿真结果
4.5 本章小结
第五章 集成型石英晶体振荡器电路的研究与设计
5.1 引言
5.2 晶体振荡器模型分析
5.3 集成型恒温晶体振荡电路的研究
5.3.1 集成型恒温晶体振荡设计方案
5.3.2 稳压模块和分频器模块设计
5.3.3 输出驱动级设计
5.3.4 温控模块设计方案
5.3.5 振荡器模块设计及实现
5.4 集成型温度补偿晶体振荡器的研究与实现
5.4.1 集成型温度补偿晶体振荡器设计方案
5.4.2 温度补偿模块
5.4.3 稳压模块
5.4.4 振荡模块和选频设计
5.4.5 版图设计及测试结果
5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3700117
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3700117.html
