GPS接收機低噪聲放大器的研究與設計.pdf

1、隨著無線通信技術的不斷發(fā)展，人們對高性能大容量無線通信系統(tǒng)的需求越來越大，對射頻與通信集成電路的要求也越來越高。因此，進行射頻接收電路的研究和設計具有重要的現(xiàn)實意義。 低噪聲放大器(LNA)是RF接收機芯片的重要組成部分。其功能主要是對從RF接收機天線端接收到的微弱信號進行放大以及降頻、濾波，得到后端RF相關電路正常工作所需要的中頻信號。由于它是整個電路系統(tǒng)的第一級，因此其增益、噪聲、線性度等直接影響整個電路系統(tǒng)的性能。

2、 本文首先對GPS系統(tǒng)組成、工作原理進行了敘述，在此基礎上設計了射頻前端芯片的總體結構。然后對射頻器件特性以及SMIC射頻018μm的CMOS工藝的一些器件及其模型進行了描述，介紹了LNA的基本設計原理，包括噪聲、線性度等方面，說明了幾種LNA的常見基本結構，并對這幾種結構的優(yōu)缺點作了闡述。針對目前應用最廣泛的源極電感負反饋結構進行了詳細的分析，并在此基礎上對該結構進行了優(yōu)化。此外從本設計的應用出發(fā)，考慮到單端天線與差分LNA之間的不匹

3、配性，設計了一個介于兩者之間的LC結構BALUN，并將其與LNA集成在一起。 本設計采用SMIC射頻0.18μm的CMOS工藝，使用射頻集成電路仿真軟件Cadence的SpectreRF對其進行仿真。集成上BALUN后，仿真結果依然良好，結果顯示：在1.575GHz的中心頻率上，該電路能夠提供20.22dB的正向增益，噪聲系數(shù)為1.533dB，1dB壓縮點為-16.88dBm，IIP3為-9.33dBm，反向隔離為-37.52d