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随着无线通讯技术的进步,接收机的设计和研究具有重要的意义。本文介绍了多种结构体系的接收机,并完成了射频接收前端中关键模块的工作原理分析、电路结构设计、版图设计和后仿验证工作。 以超外差式结构接收机作为基本架构,本文详细地阐述了低噪声放大器、混频器和可变增益放大器的电路设计方法。低噪声放大器由于采取了噪声抵消技术,可以在很宽的频带下达到输入阻抗匹配同时具有较低的噪声。电流复用技术可以提高电流利用效率,在有限的功耗下达到更高的增益,以降低后级模块的噪声指标要求。混频器基于吉尔伯特结构,电流注入技术用以使开关晶体管的直流电流减少,进而降低闪烁噪声,同时提高混频器的转换增益和线性度。利用交叉耦合跨导增强技术提高等效跨导值,同时在跨导对漏极之间增加 LC振荡回路提高传输增益并改善噪声性能。另外以 PMOS 交叉耦合对作为有源负载,提高传输增益。在可变增益放大器中,采用开环结构以实现更大带宽,增加差分输入转单端输出结构,并采用中频放大器,保证输出功率,提高较高的线性度。 论文基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,对射频接收前端进行原理图设计、版图设计和后仿验证。后仿数据表明,在 1.8V 电源电压下,本课题设计的400~600MHz射频接收前端实现了低于12dB的单边带噪声系数,20~40dB的增益动态范围,输出1dB压缩点为15dBm,谐波抑制比高于28dBc,输入、输出电压驻波比均低于1.8,达到了设计要求,已经送至流片。