【摘 要】
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随着无线通信技术的不断发展与进步,目前对于射频前端电路处理信号的能力要求越来越高。在射频收发机中,带通滤波器的性能优劣对于信号传输能力起着关键性作用。本课题的目标是设计一款可配置型集成N-path带通滤波器。N-path滤波器作为一种新型滤波器结构,由于其集成度高,不需要电感,中心频率仅随时钟频率改变,设计灵活等优点,被广泛应用于射频电路领域中。本课题基于N-path开关电容的基本原理,设计了一款
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随着无线通信技术的不断发展与进步,目前对于射频前端电路处理信号的能力要求越来越高。在射频收发机中,带通滤波器的性能优劣对于信号传输能力起着关键性作用。本课题的目标是设计一款可配置型集成N-path带通滤波器。N-path滤波器作为一种新型滤波器结构,由于其集成度高,不需要电感,中心频率仅随时钟频率改变,设计灵活等优点,被广泛应用于射频电路领域中。本课题基于N-path开关电容的基本原理,设计了一款中心频率可调,带宽可配置的6通道N-path带通滤波器本课题所设计的N-path带通滤波器要求高可调性,高谐波抑制能力,因此通过特定的N-path单元设计实现了对高次谐波的有效抑制。本文介绍了带通信号采样定理和N-path结构的基本原理,建立了N-path滤波器的数学模型,通过将开关电容单元用基带电容代替从而使滤波器由高频转移到基频,计算出低频滤波器的传递函数,再将传递函数乘以转换因子上变频到高频得到中心频率处的传递函数。并考虑寄生电容和开关电阻等非理想因素的作用,推导出N-path滤波器的传递函数。随后对N-path滤波器进行了电路级设计,包括六相位不交叠时钟发生模块,具有谐波抑制的N-path开关电容单元,有源回转器和抑制高频谐波的低通滤波器等模块,并完成了整体N-path滤波器电路的搭建,进行了仿真验证。符合性能要求。本课题采用Tower Jazz 65nm工艺进行了版图设计,完成了规则检查并进行了后仿真。两个不同频段的N-path滤波器分别实现了中心频率50-100MHz可调,带宽1.5-45MHz可调和中心频率300-600MHz可调,带宽96-250MHz可调,达到了课题要求。
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