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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。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。
本文着重对无线接收前端电路中的射频接收模块进行了深入的研究,采用TSMC0.35um CMOS工艺设计了用于2.4GHz频段的射频接收模块,该模块包括了低噪声放大器(LNA)及混频器(MIXER)。其中,LNA的主要功能是将天线接收到的微弱信号在引入较低的噪声的情况下进行放大。输入端要求实现50欧姆阻抗匹配。MIXER将LNA输出的信号与本振信号(LO)混频产生低中频信号,要求噪声低、线性度高并提供适当的增益。
本论文第二章介绍接收机的基本结构及其性能参数。
第三章介绍了LNA的几种结构,在此基础上确定了源极电感负反馈共源共栅差分结构。然后对LNA的噪声进行了分析和优化,给出了电路设计的具体方法和仿真结果。
第四章首先介绍混频器的原理和几种不同的电路结构引入了平衡Gilbert式结构,通过对混频器噪声机理的分析,设计了基于Gilbert单元的双平衡混频器。最后给出了电路的仿真结果。
论文第五章论文结束语,总结了本论文所做的工作与创新之处,同时也提出了后续工作。