论文部分内容阅读
近年来,无线通信市场的发展以及人们对无线通信与日俱增的需求推动了这一领域的研究与开发。无线收发机始终向着高性能,高集成度、低功耗、低成本的方向发展。本论文以设计射频无线收发机中关键组成射频接收机前端为目的,研究并设计射频接收机前端的系统和模块。首先从系统的角度出发,简要介绍了射频系统接收的一些性能指标及其衡量标准,系统的分析比较了几种适用于单片集成的射频接收机结构,总结了各自的优缺点,提出在系统结构选取上的设计考虑；然后详细分析了射频接收机前端的两个模块：低噪声放大器和混频器,总结并比较了一些常用的电路拓扑结构。论文的第二部分主要涉及射频接收机前端及其关键模块电路设计与测试,参与设计了两款电路原型。第一款是采用正反馈和负反馈结构的双模低噪声放大器,它可以工作在2.1GHz移动频段或5.2GHz WLAN频段上,通过开关切换电感和正反馈负反馈电路实现在两个频带上的输入匹配、噪声匹配和窄带放大。该低噪声放大器采用0.13μm CMOS工艺流片,并且工作在1.2V电源电压下。测试结果表明：低噪声放大器在2.1GHz频段的增益为20dB,噪声系数为2.0dB,在5.2GHz频段的增益为14dB,噪声系数为3.1dB。两个频段上整个电路功耗都为5.1mW。本论文的另一款原型是一个零中频接收机CMOS射频前端,适用于双带(900MHz/1800MHz)GSM系统。射频前端由两个独立的低噪声放大器和正交混频器组成,并且为了降低闪烁噪声采用了电流模式无源混频器。该电路采用0.13μmCMOS工艺流片,芯片面积为0.9x1.0mm2。芯片测试结果表明：射频前端在900MHz频带的噪声系数为2.9dB,输入三阶交调点为-12.8dBm,在1800MHz频带的噪声系数为3.2dB,输入三阶交调点为-11.9dBm。工作在1.2V电源电压时,射频前端在900MHz频带和1800MHz频带消耗的电流分别为16.3mA和18.3mA。