基于移动数字电视应用的宽带可变增益LNA设计

提出了0.13 μm CMOS工艺下可兼容多标准DVB-H/DAB/CMMB的移动数字电视调谐器射频前端双通道LNA设计。在UHF频段和L波段下,设计分别采用片上balun电路、双交叉耦合技术、开关转换电路、伪差分电路等技术以达到LNA宽带匹配、可变增益、低NF及高线性度的指标要求。版图后仿真结果显示:在UHF频段,仿真频率范围为470~860MHz,LNA增益范围为14.7~38.8dB,NF<2.4dB,IIP3=1.979dBm;在L波段,仿真频率范围为1.4~1.8 GHz,LNA增益范围为13~38.5 dB,NF<2.7 dB,IIP3=3.605 dBm。该设计较好地实现了多标准下LNA宽带可变增益性能。     

一种具有新型增益控制技术的CMOS宽带可变增益LNA

高速超宽带无线通信的多标准融合是未来射频器件的发展趋势,该文提出一种基于CMOS工艺、具有新型增益控制技术的宽带低噪声放大器(LNA),采用并联电阻反馈实现宽带输入匹配,并引入噪声消除技术来减小噪声以提高低噪声性能;输出带有新型6位数字可编程增益控制电路以实现可变增益。采用中芯国际0.13m RF CMOS工艺流片,芯片面积为0.76 mm2。测试结果表明LNA工作频段为1.1-1.8 GHz,最大增益为21.8 dB、最小增益8.2 dB,共7种增益模式。最小噪声系数为2.7 dB,典型的IIP3为-7 dBm。     

用于助听器SoC的低功耗可变增益放大器

提出一种用于助听器SoC的低功耗可变增益放大器电路,主要包括带隙基准源、低压差线性稳压器、片内共模电压产生电路、电阻阵列以及跨导运算放大器。该电路采用SMIC 0.13 μm 1P8M CMOS工艺实现,测试结果表明,在电源电压为1 V,输入信号为2.1 kHz,输出信号峰峰值为200 mV时,可变增益放大器动态范围(DR)为70 dB,总谐波失真(THD)为63 dB,整体功耗为124 μW,满足助听器SoC低功耗、高精度的应用需求。     

一种用于超宽带接收机的CMOS可变增益低噪声放大器

本文介绍一种符合中国超宽带应用标准的工作频率范围为4.2-4.8 GHz的CMOS可变增益低噪声放大器(LNA)。文章主要描述了LNA宽带输入匹配的设计方法和低噪声性能的实现方式,提出一种3位可编程增益控制电路实现可变增益控制。该设计采用0.13-μm RF CMOS工艺流片,带有ESD引脚的芯片总面积为0.9平方毫米。使用1.2 V直流供电,芯片共消耗18 mA电流。测试结果表明,LNA最小噪声系数为2.3 dB,S(1,1)小于-9 dB,S(2,2)小于-10 dB。最大和最小功率增益分别为28.5 dB和16 dB,共设有4档可变增益,每档幅度为4 dB。同时,输入1 dB压缩点是-10 dBm,输入三阶交调为-2 dBm。     

一种用于5G前传的半有源波分复用方案

5G作为新一代移动通信技术,具有大带宽、低时延和海量连接等特点。5G可为用户带来革命性的业务体验,也能开发新型商业模式,为通信运营商提供持续增长的新动力。为满足5G技术的三大业务场景的需求,需要前传技术综合考虑网络资源、成本和技术成熟度等各方面因素,满足低时延、高可靠性的要求。并本文通过对现有前传技术的分析,明确原有技术的优缺点,提出了半有源波分复用方案。该方案采用非对称的设备形态,适应C-RAN组网,利用现有成熟技术,在提供网管和保护恢复功能的基础上,保证技术简洁,降低设备成本。该方案与现有前传方案相比,具有明显的综合优势。     

抗5G信号干扰的C频段卫星地球站射频前端LNA

设计一款有效屏蔽5G信号的C频段卫星通信地球站的接收前端LNA(低噪声放大器),详细描述最佳噪声系数匹配的原理,以及最佳源反射系数匹配在史密斯圆图上的实现,并将其应用到C频段的低噪声放大模块上。该模块采用最小噪声系数匹配的方法,在3.7～4.2 GHz带宽内具有40 dB左右的增益,并且在带外(3.5～3.6 GHz、4.8～4.9GHz)有40 dBc的良好抑制,满足未来对5G信号干扰的屏蔽。     

一种利用衰减器实现的超宽带可变增益放大器

提出了一种基于有源可调衰减器的超宽带可变增益放大器,以有源可调衰减器作为可变增益放大器的核心,并与高增益放大器级联,在3.1～10.6 GHz超宽频带内实现了宽动态增益调节范围.基于Jazz 0.35 μm SiGe HBT工艺,完成了超宽带可变增益放大器的设计,利用安捷伦公司的ADS仿真软件进行仿真验证.结果表明,在3.1～10.6 GHz的超宽频带内,当电压在0.7～2.0V的范围内变化时,该放大器的动态增益变化范围大于60 dB,3dB带宽大于7 GHz,在整个电压变化范围内,S11和S22均低于-10 dB,在最大增益处,噪声系数小于5dB.     

浅谈4G有源室分向5G演进

针对5G(第五代移动通信)网络的覆盖特性,对5G室内覆盖系统建设的必要性、不同室内覆盖系统的优劣势进行比较分析,探讨5G网络下的室内覆盖方式,指出4G(第四代移动通信)有源室内分布系统向5G网络演进的方向,提出现有4G有源室内分布系统的改造建议。     

宽带CMOS可变增益放大器的设计

采用TSMC0.18μm RF CMOS工艺设计实现了一种对数增益线性控制型的宽带可变增益放大器,电路采用两级结构,前级采用电压并联负反馈的Cascode结构以实现良好的输入匹配和噪声性能;后级采用信号相加式电路实现增益连续可调,同时本文设计了一种新型指数控制电压转换电路,解决了射频CMOS电路中,由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器对数增益与控制电压不成线性关系的难题,实现了可变增益放大器的对数增益随控制电压呈线性变化,芯片测试结果表明,电路在1.8V电源电压下,电流为9mA,3dB带宽为430-2330MHz,增益调节范围为-3.3-9.5dB,最大增益下噪声系数为6.2dB,最小增益下输入1dB压缩点为-9dBm。     

宽带CMOS可变增益放大器的设计

采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺设计实现了一种对数增益线性控制型的宽带可变增益放大器.电路采用两级结构,前级采用电压并联负反馈的Cascode结构以实现良好的输入匹配和噪声性能;后级采用信号相加式电路实现增益连续可调.同时本文设计了一种新型指数控制电压转换电路,解决了射频CMOS电路中,由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器对数增益与控制电压不成线性关系的难题,实现了可变增益放大器的对数增益随控制电压呈线性变化.芯片测试结果表明,电路在1.8V电源电压下,电流为9mA,3dB带宽为430～2330MHz.增益调节范围为-3.3～9.5dB,最大增益下噪声系数为6.2dB,最小增益下输入1dB压缩点为-9dBm.     

5G有源天线系统的OTA设计与实现

Massive MIMO技术已经在5G移动通信网络中被广泛地采用,从产品测试角度来看,鉴于5G有源天线系统设备中的天线被集成到射频RRU单元上,以及5G引入了更高的FR2频段,传统4G基站射频指标测试所采用的传导测试方法,在5G中将被OTA(空中接口)方式取替,OTA测试也成为FR1频段产品的推荐测试用例,FR2频段产品的默认测试用例。目前基于测试距离的不同可分为三大类OTA测试方案,远场、紧缩场、近场,远场是最直接的方案,但是路径损耗比较大,可用于测量功率水平比较高的指标;紧缩场是将电磁球面波在近距离转换为平面波后进行测量的一种方案;近场测试方案虽然路径损耗比远场低得多,宽带信号模式下相位的校准以及获得参考相位是难点,射频辐射测试结果与期望值略也有差异。本文拟在通过分析近场OTA测量系统稳定性的关键因素,提供一种通过自校准解决参考相位的问题并以较低成本、高效地进行多探头近场OTA测试方案,并对实际测试业务信号模式下的测量结果进行对比分析。     

一种用于5G终端增益可调的低噪声放大器设计

针对无线接收机需要对不同强度信号进行不同程度放大的要求,采用WIN公司的0.15 μm GaAs pHEMT工艺设计了一款工作频段为5G通信频段3~5 GHz的可变增益低噪声放大器。该放大器包含两级放大电路,均采用自偏置结构,降低了端口数量,通过调节第二级放大电路的控制电压在0至5 V之间变化,可实现系统增益的连续可调范围约39.3 dB(－3.5~35.8 dB)。放大器版图尺寸为0.94×1.24 mm²。控制电压为0 V时,系统噪声为0.53±0.01 dB,增益为35.5±0.35 dB,中心频点4 GHz处,OP1dB为13.2 dBm,OIP3达到32.7 dBm,表明系统具有良好的线性度。     

增益精确的可变增益放大器

可变增益放大器是GPS接收机中的一个关键模块,它与反馈环路组成的自动增益控制电路为模/数转换器(ADC)提供恒定的信号功率.模拟信号控制增益的VGA增益连续变化,但是线性度较差.这里采用电阻形式的负反馈的放大器来设计一个0～30 dB增益变化的中频可变增益放大器,VGA的增益精度并不取决于工艺、电压和温度等因素对电阻、MOS管开关的影响,增益误差在各个工艺角下都小于5%.基于0.18 μm CMOS工艺的测试结果表明,带内纹波小于0.1 dB,IIP3达到31 dBm@0 dB,功耗为3 mA,其中包括直流偏移消除模块和CMOS源极跟随缓冲电路.因此,该放大器适合在接收机模拟前端使用.     

一种用于5G MIMO 系统的宽带高增益圆极化天线

为提升5G无线通信系统容量,设计了一款基于V 形缝隙耦合馈电的宽带高增益圆极化天线。该天线采用双层辐射贴片结构,拓展天线的阻抗带宽,并分别在辐射贴片和寄生贴片上刻蚀一对半径不等、位置正交的双圆形缝隙,有效改善了天线的圆极化特性。通过加载平板反射器提高天线的前后比,实现良好的定向辐射。实测结果表明,驻波比小于2的阻抗带宽为53.55% (2.27~3.93 GHz),在半功率波束宽度范围内轴比小于3 dB,轴比带宽为27.38%(2.9~3.82 GHz),在工作频带内实测的天线平均增益达到8.22 dBi。该天线适合作为5G多天线系统中的智能天线单元进行自适应波束赋形。     

用于宽带任意波发生器的可变增益放大器

在宽带任意波发生器（AWG）研制中,一个重要的挑战来自宽带可变增益放大器（VGA）。作为设备的信号输出接口电路,VGA承担了输出信号放大、共模电压调节、驱动负载等重要功能,在很大程度上决定了设备的综合性能。设计了一款适用于宽带AWG的VGA芯片,采用一种改进的数字增益调节架构,在兼顾带宽的同时,消除了模拟控制电压的影响,并确保了增益的单调性。芯片采用Si Ge Bi CMOS工艺实现,测试结果表明,芯片可以实现0.125～2倍的单调增益控制,最小增益步进约为0.125倍;在输入信号频率为4 GHz时的输出信号衰减为-2.83 d B。     

一种电流舵结构大范围连续可变增益LNA

设计了一款应用于4G(TD-LTE)的可变增益低噪声放大器(VGLNA)。输入级采用共栅极跨导增强结构,实现了电路的输入阻抗匹配,并且加入共栅极噪声抵消电路,降低了电路的噪声系数;第2级采用改进型电流舵结构,实现了电路的增益大范围连续可变;输出级采用源跟随器,实现了良好的输出阻抗匹配。基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,利用安捷伦射频集成电路设计工具ADS2009进行仿真验证。结果表明:在1.88~2.65 GHz频段内,该LNA在2.7~39.3 dB增益范围内连续可变,且输入端口反射系数S₁₁小于－10 dB,输出端口反射系数S₂₂小于－20 dB,最小噪声系数NF为2.6 dB,最大3阶交调点IIP3达到2.7 dBm。     

3.3G频段下的5G有源室分设计分析

有源分布系统是5G室分覆盖的主流手段,文章分析3.3G频段下的5G有源室分设计,包括设计要求、覆盖设计及容量设计.     

用于SiGe HBT LNA的新型双有源偏置电路的设计

偏置工作点是影响低噪声放大器(LNA)线性度的因素之一.为了保证LNA能够更好地对信号进行线性放大,稳定的偏置工作点对于放大器来说显得尤为重要.提出了一种新型有源偏置技术,通过同时采用两个电流源为LNA提供直流偏置,以达到稳定放大器偏置工作点的目的.基于JAZZ 0.35 μm SiGe工艺,采用该新型双有源偏置技术,设计了一款LNA.在1.8～2.2 GHz频带时,放大器的增益为22.03±0.46 dB,噪声系数小于3.7dB,2.0 GHz时的输入3阶交调点(IIP3)为5 dBm,相对于传统无源偏置的LNA提高了10 dBm.仿真验证了该新型有源偏置技术对提高LNA线性度的有效性.