5GHz高线性度CMOS混频器的设计

文中分析了混频器的线性度与转换增益之间的关系,提出了一种提高Gilbert混频器线性度的方法,并设计了5GHz频段适用于802.11a标准的高线性度混频器.电路采用0.18μm CMOS工艺,通过Cadence SpectreRF仿真与优化,得到10.25dBm的1 dB压缩点,-2.24 dB的转换增益,26 dB的噪声系数,整个混频器达到了较高的线性度.     

2.4GHz下变频双平衡混频器设计

采用TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一个基于Gilbert单元、工作在2.4 GHz的下变频双平衡混频器,该混频器具有良好的150MHz中频输出特性.经仿真在1.8V电压下,电路匹配良好,并取得转换增益为8.275 dB、单边带噪声系数(NFssb)为8.431dB、为7.146dBm、功耗低于20 mW的较好结果.     

适用于WLAN接收机的高线性电流模式混频器设计

针对无线局域网接收机对低成本和线性度的定制化需求,设计了一款适用于IEEE 802.11 b/g/n/ax标准WLAN接收机的高线性度电流模式混频器;采用零中频接收机架构,电流模式混频器的电路结构主要包括跨导级放大器,混频开关级和跨阻放大器;通过跨导级两种工作状态的转换和跨阻放大器反馈电阻的两种取值变化实现了混频器的四档增益可调;混频开关级选用双平衡无源混频电路以提供良好的线性度;为了解决零中频接收机存在的直流失调问题,加入了一种电流注入式的直流失调校准电路,进一步提高了混频器的线性度;对跨阻放大器中的跨导运算放大器电路进行优化设计以提高其带宽,使跨阻放大器的输入阻抗足够小以保证混频器的线性度;基于180 nm RF CMOS工艺,借助Cadence软件对混频器进行仿真:当本振频率为2.4GHz时,四档增益分别为38dB、32dB、27dB和21dB,中频带宽可达20MHz;噪声系数在高增益的情况下为8.46dB,输入三阶交调点在低增益的情况下可达13.72dBm;仿真结果表明,在较宽的中频带宽下,电流模式混频器取得了良好的线性度性能,满足WLAN接收机的定制化需求。     

低压低功耗混频器的设计

本文对常见的混频器结构进行了调整,提出了一种新的混频器结构--低压低功耗混频器,分别降低了跨导级、本振级与输出负载正常工作时所消耗的直流电压降,从而达到降低电源电压的目的.采用1.5v TSMC 0.35 μm CMOS工艺进行仿真,该混频器仿真结果表明,电路转换增益为-10.5 dB,噪声系数为20.648 dBm,1 dB压缩点为-5.764dBm,三阶输入交调点为4.807 dBm.     

2～5GHz 0.18μm CMOS宽带低噪声放大器设计

本文设计实现了一个2～5GHz的两级CMOS低噪声放大器(LNA),可应用在超宽带的下半频段(3.1～5GHz)。LNA由两级组成,第一级是一个共栅级,保持良好的线性度并完成较好的输入匹配;第二级是一个共源级堆叠一个电流源,在保持低噪声系数的同时降低功耗。通过级联共栅和共源结构进行增益补偿,所设计的LNA具有近似恒定的增益和噪声系数。采用0.18μm CMOS工艺实现后,模拟结果表明,增益和噪声系数在2～5GHz频率范围内分别为11.5dB和5.1dB,输入反射系数低于-22dB。在4GHz时,模拟得到的三阶交调点为-10dBm。在1.8V电源电压下,LNA的功耗约为11mW。     

具有片上巴伦的CMOS超宽带接收机

本文介绍了一种具有片上巴伦的超宽带（UWB）3GHz～5GHz直接转换接收机。它由电容交叉耦合共栅极低噪声放大器（LNA）和改进型吉尔伯特混频器组成,采用SMIC RFCMOS技术。仿真结果表明,本文所设计的UWB接收机具有较好的输入匹配（〈-9dB）、3.9dB～5.5dB的噪声系数和19dB～25dB的功率转换增益。在1.2V供电情况下消耗22mA电流,并占用0.66×0.8mm2芯片面积（包括焊盘）。     

基于噪声消除技术的超宽带CMOS低噪声放大器设计

为满足3.5 GHz单载波超宽带无线接收机的射频需求,设计了一种工作在3～4 GHz的超宽带低噪声放大器。电路采用差分输入的CMOS共栅级结构,利用MOS管跨导实现宽带输入匹配,利用电容交叉耦合结构和噪声消除技术降低噪声系数,同时提高电压增益。分析了该电路的设计原理和噪声系数,并在基于SMIC 0.18μm CMOS射频工艺进行了设计仿真。仿真结果表明:在3～4GHz频段内,S11和S22均小于-10 dB,S21大于14dB,带内起伏小于0.5dB,噪声系数小于3dB;1.8V电源电压下,静态功耗7.8mW。满足超宽带无线接收机技术指标。     

高增益低功耗CMOS低噪声放大器的设计

本文基于TSMC 0.35μm CMOS工艺,设计了一种工作于2.4 GHz频率下的、高增益、低功耗的低噪声放大器.并在ADS的平台下进行了参数的优化与仿真.其仿真结果表明,该低噪声放大器的最大增益约为16 dB,并且波动范围小于0.3dB;噪声系数约为0.8 dB,IIP3为 1.6 dBm:在1.5 V电源电压供电条件下,电路直流功耗为8 mW.因此,该电路实现了高增益、低功耗的功能.满足实际应用的要求.     

用于合成孔径辐射计的集成接收机设计

采用0.13μm GaAs pHEMT工艺,提出一种Ka波段低噪声下变频单片式微波集成接收机,可满足合成孔径辐射计应用要求。该设计由4级低噪声放大器模块和由双平衡混频器组成的镜像抑制混频器组成。仿真结果显示,在输入信号频率为29~34GHz时,芯片的变频增益为17~20dB,镜像抑制度超过20dBc,噪声系数为2.6~3dB。     

一种带有巴伦电路的24 GHz上混频器设计

设计了一个24 GHz上变频混频器,基于吉尔伯特结构全集成了3个片上巴伦电路。采用gm/I方法协调晶体管大小为了获得较好的转换增益、隔离度与电路耗散功率。电路实现采用厦门三安0.5μm PHEMT工艺,5 V电压供电,在本振LO为0 dBm时,转换增益为9 dBm。工作在24 GHz频段时,1 dB压缩点为-20 dBm,混频器的最大输出功率为-10 dBm,射频输出端口与本振的隔离度大于32 dB,整个电路直流功耗40 mW,芯片面积为1 mm×1.3 mm。