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随着CMOS工艺的不断发展,射频前端电路的应用越来越广泛。我们希望得到的电路能够尺寸更小、功耗更低、性能更好。混频器作为射频前端电路中的关键模块,用于实现频谱的搬移,不同系统对混频器的性能指标要求不同。本文分别提出了应用于GPS接收机中的有源混频器和应用于UWB系统的超宽带混频器。它们都基于0.18um CMOS工艺。本文首先介绍了四大全球卫星导航系统,包括GPS系统,GLONASS系统,GALILEO系统,COMPASS系统,分别介绍了四大系统的特点和应用。分析了常用的几种接收机结构的优缺点,包括超外差接收机、零中频接收机和低中频接收机。本文还介绍了混频器的基本工作原理,分类,优化结构以及性能参数。对Gilbert混频器的噪声、增益与线性度特性进行了详细分析,并在Gilbert混频器的基础上通过优化设计了不同性能的混频器。本文设计了高增益混频器,其中除了核心电路外,还设计了混频器的电压偏置电路,以及混频器和电压偏置电路的版图。本文还设计了超宽带混频器,是在折叠型混频器的基础上做了优化设计。最后给出了各混频器的仿真环境与结果。本文所做的工作如下:本文设计的用于GPS接收机的高增益混频器,基于TSMC 0.18um CMOS工艺。在Gilbert混频器的基础上,对跨导级进行改进,本文采用了跨导互补的电流注入结构,然后对电路进行版图设计。在1.8V电压下,后版图仿真结果为:转换增益为17dB,输入三阶交调点IIP3为-3.6dBm,双边带噪声系数为9.2dB,混频器核心电路的功耗为7.16mW,版图总面积为0.07mm*0.09mm;本文设计的用于超宽带系统的超宽带混频器,基于TSMC 0.18um CMOS工艺。该电路在折叠式混频器的基础上,对跨导级进行改进。它采用前馈结构跨导级来提高线性度,在输出负载部分采用并联峰值结构来拓展带宽。在1.8V电压下,该电路的仿真结果为:转换增益为3.32dB-8.56d B,输入1dB压缩点为-4.2d Bm,双边带噪声系数为:10.83-13.13dB,混频器核心电路的功耗为11.5mW。本文设计的混频器存在一些不足之处。跨导互补混频器中,电路的噪声性能有待进一步提高;超宽带混频器中,转换增益偏小且平坦度不够,结果并不是很理想。混频器的折叠结构中运用并联LC结构,并在负载中串联电感,会产生较大的版图面积。