多模多标准接收机中可重构混频器的设计

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随着无线通信技术的迅速发展,针对不同应用需求的无线通信标准层出不穷。其应用已经拓展到移动蜂窝通信领域的各种标准、全球卫星导航系统、无线局域网及无线传感网等。因而研究设计能够兼容多种通信标准的无线射频收发机十分必要。混频器作为接收机中的关键模块之一,在多模多标准的接收机中,其可重构性能的研究与设计变得十分有意义。本文设计了一个应用于直接下变频多模多标准接收机的可重构宽带无源混频器。本文采用由跨导级、开关级、跨阻放大器级组成的电流型混频器。不同于传统的电流型混频器,本设计中的跨导级设计成可变跨导级;而跨阻级采用Tow-Thomas结构组成的二阶低通跨阻放大器,组成一个带宽可调的电流型滤波器。混频器电路通过4位控制字实现了灵活的增益变化和可变的中频带宽,同时线性度、噪声系数等其他指标也会相应适配,以适应不同通信标准的要求。本设计采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺实现。电路后仿真结果均满足设计指标要求。芯片尺寸约为760μm×600μm,并已成功流片。在片测试结果表明,混频器可覆盖射频范围700MHz到2.6GHz,并提供8/14/20/26 dB四种电压转换增益和5/7.5/10MHz三种-3dB的中频带宽。在最高增益下,混频器的双边带噪声系数为9.1dB;而在最低增益下具有很好的线性度,ⅡP3为8.5dBmo在1.8V电源电压下,在两个高增益模式下消耗4.9mA电流,在两个低增益模式下消耗7.8mA电流。
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