應用于DRM接收機中低噪聲放大器和混頻器的研究和設計.pdf

1、全球數(shù)字廣播系統(tǒng)(Digital Radio Mondiale，DRM)是目前全世界范圍內唯一的能應用于所有調幅(AM)和甚高頻(VHF)頻段的開放數(shù)字廣播系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供的服務可在移動中實現(xiàn)覆蓋包括農村以及本地市場在內的廣闊的地理范圍。同時，與傳統(tǒng)的模擬廣播相比，DRM系統(tǒng)的優(yōu)勢在于可以給聽眾更多的選擇、提供極好的音頻質量、大量的多媒體應用服務以及功耗和成本的降低。DRM能與其他數(shù)字系統(tǒng)進行無縫對接并已經在多個國家試驗成功。因此，研究

2、DRM接收機對我國實現(xiàn)數(shù)字廣播大范圍覆蓋具有重大意義。
　　 本文研究和設計了應用于DRM系統(tǒng)接收機射頻前端的低噪聲放大器(Low Noise Amplifier，LNA)和混頻器(Mixer)電路。低噪聲放大器采用了巴倫-低噪聲放大器(Balun-LNA)的結構，Balun-LNA主要由共柵極(Common Gate，CG)晶體管和共源級(Common Source，CS)晶體管組成，共柵極晶體管的噪聲和非線性在理論上可以完全

3、抵消，電路的噪聲和非線性由共源級晶體管和負載決定。與傳統(tǒng)的單端輸出LNA相比，Balun-LNA不需要附加的巴倫，降低了系統(tǒng)的復雜性和功耗。無電感的電路結構還節(jié)省了芯片面積和成本。本文分析和討論了傳統(tǒng)吉爾伯特(Gilbert)單元混頻器電壓空間不夠、線性度和增益難以提高等問題，提出基于差分多柵晶體管(Differential Multiple Gate Transistors，DMGTR)的高線性度跨導與開關對折疊(Folded)相結合

4、的混頻器結構，改善了混頻器的線性度并獲得了較高的轉換增益。
　　 本文使用SMIC0.18μmCMOS工藝，在Cadence軟件環(huán)境下對LNA和Mixer進行了電路仿真和版圖設計。版圖經過了寄生參數(shù)提取和后仿真，最終結果表明:本課題的LNA在2MHz到1GHz的頻帶內，噪聲系數(shù)最低為3.589dB，S11小于-12dB，S21可以達到12.82dB。輸入1dB壓縮點在240MHz可以達到-7.5dBm，并且隨著頻帶升高而增大;M