【摘 要】
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近年来,随着人们对无线产品的需求不断增长,能够覆盖多种无线通信频段的宽带通信系统已经成为当前研究的热点。接收机射频前端电路作为无线通信系统的关键模块,也必须要满足宽带的需求,射频前端电路的性能将直接影响整个接收机的整体性能,所以宽带接收机射频前端电路的研究具有广阔的应用前景。本文基于40nm CMOS工艺,设计了一款工作频率为0.2～2.5GHz的宽带接收机射频前端电路,主要由低噪声放大器（LNA
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近年来,随着人们对无线产品的需求不断增长,能够覆盖多种无线通信频段的宽带通信系统已经成为当前研究的热点。接收机射频前端电路作为无线通信系统的关键模块,也必须要满足宽带的需求,射频前端电路的性能将直接影响整个接收机的整体性能,所以宽带接收机射频前端电路的研究具有广阔的应用前景。本文基于40nm CMOS工艺,设计了一款工作频率为0.2～2.5GHz的宽带接收机射频前端电路,主要由低噪声放大器（LNA）和混频器（Mixer）两部分组成。本文的接收机射频前端电路采用低中频结构,可以有效的解决直流偏差问题,同时具有较低的闪烁噪声,通过使用IQ两路正交结构可以消除镜像干扰。为了达到宽带输入匹配的目的,LNA基于共栅结构,同时通过噪声抵消技术与电容交叉耦合的等效跨导增强技术来降低噪声。采用无源混频器结构,以提高线性度,同时无源混频器开关管无直流电流,可以有效降低1/f噪声拐角频率。在无源混频器前加入了跨导级,跨导级采用电流复用技术降低功耗,并使用自偏置技术,省去了偏置电路。采用两个跨导单元并联,并用开关控制工作的跨导单元数,用以提供两种不同的跨导值。在无源混频器后加入跨阻级,用以将电流信号转换为电压信号。跨阻级中使用了多个开关电阻,通过控制开关导通的数量,可以提供多种不同的跨阻值,与两种跨导值相组合,从而实现增益可调功能。本文给出了宽带接收机射频前端电路的设计过程、前仿真结果和后仿真结果。后仿真结果显示:在TT工艺角,0.9V电源电压下,在0.2～2.5GHz工作频率内,输入匹配小于-10d B,噪声系数小于5.2d B,1/f噪声拐角频率小于100k Hz,最大增益大于36d B,最小增益小于3d B,输出1d B压缩点大于-4d Bm,静态电流小于5m A。本文的宽带接收机射频前端电路在0.2～2.5GHz的工作频段内,具有极低的功耗,较低的噪声,灵活可变的增益,较好线性度。经流片验证后,可以应用在宽带收发系统芯片中。
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