适用于3G/4G移动通信发射机的可变带宽低通滤波器设计

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在移动通信系统更新换代的过程中,多种通信协议会长期共存,这时需要通信终端兼容不同的通信协议。本文设计了一种用于移动通信发射机的可变带宽滤波器,兼容TD-SCDMA和TD-LTE两种通信协议,实现了芯片的复用,增加了系统的集成度。本文的主要工作包括:(1)分析了TD-SCDMA和TD-LTE协议中物理信道的要求,得到了兼容两种协议的多模发射机的指标;(2)介绍了模拟滤波器的基础理论,有源RC滤波器的综合方式和实际设计中的要求,根据协议要求确定了本文滤波器的设计指标:实现1.6MHz、3MHz、5MHz、10MHz和15MHz五种带宽可变,二倍截止频率的衰减度达到50dB。(3)设计了一种用于本文有源RC滤波器的折叠共源共栅两级运算放大器,分析表明其增益带宽积(GBW)是最重要的参数,而相位裕度可以适当放宽。对运算放大器的仿真达到了800MHz的GBW,80dB的增益和40°的相位裕度,并且分析了运算放大器的有限GBW对滤波器的影响,对每个双二阶单元添加了补偿结构进行了频率补偿;(4)采用UMC0.18μm CMOS工艺完成了滤波器的版图设计并进行流片,芯片面积为1059μm×867μm。设计了滤波器的测试方案,制作测试电路板后进行芯片测试,测试结果表明滤波器可以实现五种带宽的变化,每种带宽下的二倍频衰减度达到了50dB以上,线性度指标IIP3为-4.4dBm,符合设计要求。(5)分析并总结了测试结果,建议后续的工作方向。
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