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随着无线通信技术的不断发展,人们已基本实现了随时随地进行数据通信的梦想。同时人们也进一步要求容量更大、速度更快、性能更完善的无线通信系统。在这种社会需求下,射频与通信集成电路的研究日益趋于白热化。形成了目前各种无线数据通信标准并存的局面,如在2.4GHz的ISM-BAND频段有802.11(b/g),蓝牙技术等。 由于CMOS技术的进步,其特征尺寸不断减小,使CMOS技术能满足几十GHz的射频电路设计的要求。同时,器件模型的完善以及无源器件的研究进展,特别是片上电感的实现,使运用CMOS技术将射频前端和后端数字电路实现单芯片集成成为可能。随着这些技术的进步,CMOS技术在RFIC(射频集成电路)领域的竞争力有了很大的提高。 本文采用0.25μm CMOS工艺设计了用于IEEE 802.11b/g无线射频标准的射频接收模块,该模块包括了低噪声放大器(LNA)及压控振荡器(VCO)。对于2.4GHz接收机,射频频率为2.4～2.483GHz可调,中频频率为480MHz。 CMOS工艺的电容和电感是设计LNA、VCO等射频电路需要考虑的重要问题。本文首先介绍了电感及电容模型。并通过目前较通用的电感仿真软件ASITIC对不同类型的电感进行分析仿真,得到本设计所要求的电感及其模型。然后,本文从噪声的角度出发推导出低噪声放大器(LNA)的噪声指数和MOS管宽度W的关系,这对低噪声放大器的设计有重要的指导意义。对于压控振荡器(VCO)的设计,本文根据线性时变噪声模型对压控振荡器的相位噪声进行了推导,得到了相位噪声与各设计参量的关系。针对VCO的增益与调节范围的矛盾,本文设计了离散型-自调节压控振荡器,达到了较大的频率调节范围,较小的振荡器增益以及较低的环路相位噪声。最后是偏置电路的设计,为了有较好的电路性能,偏置电路采用了带隙基准电路,使电源电压和温度的变化对偏置电路的电压或电流影响很小。 论文最后给出了设计仿真结果:压控振荡器的调频范围为1.8～2.248GHz,相噪声为-105.6dB/Hz@100KHz,低噪声放大器的增益为20dB,噪声指数为1.198dB。各项技术指标完全达到了802.11b/g的设计要求。