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文檔簡介
1、近年來,隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展,人們對大容量高性能無線通信系統(tǒng)的要求也日益提高。自從美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)開放3.1~10.6GHz頻帶以來,超寬帶(UWB)技術(shù)一直是工業(yè)界和學術(shù)界研究的熱點。這種技術(shù)具有功耗低、數(shù)據(jù)傳輸速率高(通常>1Gb/s)、抗干擾能力強、頻譜利用率高以及系統(tǒng)容量大等優(yōu)點。然而,伴隨著無線智能手持終端的迅猛發(fā)展,功耗是限制其進一步發(fā)展的瓶頸。因此研究與設(shè)計低功耗超寬帶射頻接收機芯片具有重大的理論與實踐意
2、義。
基于以上背景,在文獻閱讀與理論分析的基礎(chǔ)上,本文提出了應(yīng)用于UWB無線接收機前端且具有低功耗特點的低噪聲放大器(LNA)與下混頻器(Mixer)電路。本文的主要研究成果如下:
(1)提出了一種具有低功耗、高線性度以及高增益的低噪聲放大器。該電路采用共柵結(jié)構(gòu)實現(xiàn)輸入匹配,采用正向襯底偏置技術(shù)與電流復(fù)用技術(shù)降低功耗,采用后失真技術(shù)提升線性度。仿真結(jié)果表明,在1.2V的工作電壓下,在2~12GHz頻帶內(nèi),輸入反射系數(shù)
3、S11小于-10.1dB,輸出反射系數(shù)S22小于-15.2dB,最大轉(zhuǎn)換增益為16.9dB,最小噪聲系數(shù)為2.6dB,IIP3為10dBm,整個電路的功耗僅有1.9mW,以上仿真結(jié)果充分說明了本文所設(shè)計的低噪聲放大器在低功耗條件下各方面性能良好。
(2)提出了一種具有低電壓、低功耗以及低噪聲特性的有源下混頻器。該電路基于傳統(tǒng)吉爾伯特(Gilbert)雙平衡結(jié)構(gòu),使用襯底注入技術(shù)使電路實現(xiàn)低壓低功耗,使用動態(tài)偏置技術(shù)降低混頻器的
4、噪聲。仿真結(jié)果表明,電路的工作電壓為0.79V,工作的頻率范圍為0.6~12GHz,轉(zhuǎn)換增益為9.5~13.1dB,噪聲系數(shù)為8.1~11.7dB,IIP3約為-10dBm,電路的功耗為0.8mW。以上仿真結(jié)果表明該混頻器實現(xiàn)了低電壓、低功耗以及低噪聲的優(yōu)良性能。
本文所提出的電路均采用0.18um RF CMOS工藝實現(xiàn),采用ADS軟件對電路進行模擬仿真和優(yōu)化設(shè)計,使用Cadence軟件完成版圖設(shè)計。通過與近年來國內(nèi)外相關(guān)文
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