混频前置式宽带接收机的研究与设计

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随着现代无线通信系统的快速发展,对无线接收机的要求越来越高,传统的接收机结构如超外差接收机需要片外声表面波(SAW)滤波,不可调谐也不可全集成。使用片外滤波器使接收机所占的体积增大和成本提高,当需要接收机支持多频段接收机时就需要多个接收机进一步提高体积和成本。因此,设计一种全集成、可重构的无线接收机具有非常重要的研究意义。本文设计了一款混频前置式结构的无线接收机,这种接收机的优点是全集成、高线性度和可重构。本文首先介绍了混频前置式接收机的国内外发展现状,然后着重研究了此接收机的相关原理,并且给出了线性周期时变电路的分析方法,利用接收机的线性时不变等效电路分析出了接收机的传输函数,然后分析了混频前置式接收机的一些非理想因素。接着介绍和设计了混频前置式接收机中的各个模块单元之后,最终完成了混频前置式接收机的整体结构。本次设计对混频前置式接收机的主要改进在混频器和基带放大器模块上,对混频器的改进是在原本传统差分结构的基础上引入交叉耦合结构;对基带放大器的改进是在放大器的反馈回路中额外的引入一条电容正反馈回路。通过这两处改进提高了接收机的阻塞抑制能力。本文使用Spectre仿真器仿真出接收机各个模块的性能指标,使用的工艺为TSMC0.18μm。最后的仿真结果为:混频前置式接收机的中心频率可调范围是100-900MHz;噪声系数为10.4-11.6d B,电压增益为18-20d B,带外三阶截点为38d Bm,带宽为8MHz,功耗为20.26m W。
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