CMOS射频前端接收器电路设计

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1、CMOs射频前端接收器电路设计摘要摘要近年来，随着无线通信技术的快速发展，相关领域的专用集成电路的设计研究备受关注;伴随着半导体工艺技术的不断进步，MOS器件的特征频率(fT)可达几个GHz甚者更高的水平，原来在射频和微波领域内占主导地位的三五族化合物半导体工艺如砷化稼(GaAs)以及硅双极型工艺正在逐步被CMOS工艺所代替。采用CMOS工艺进行射频电路设计的一个好处是，使得模拟射频收发器电路和基带信号处理电路由同种工艺实现，迎合了单片系统集成(SOC)的发展趋势。因为低中频结构接收机(Low-IFArchitectureReceiver)能够避免在信号处理过程中使用分离器件，提高系

2、统的集成度;而且，从信号处理角度来看，采用了多相信号和多通路的处理方式，能抑制镜像信号，所以，我们选择低中频结构接收机为所设计系统的结构。依照Top-Down的设计流程，我们对工作进行了缤密地规划:首先对接收机结构进行了比较分析，确定低中频接收机为系统使用的结构并使用ADS对其进行了仿真验证:在此基础上，对低噪声放大器(LowNoiseAmplifier)，下变频混频器(Down-ConvertedMixer)，复数域滤波器(ComplexBPF)和可变增益放大器(VariableGainAmplifier)进行了设计，同时对片上电感进行了较为深入的研究;最后，对部分模块进行了流片测

3、试，并且对测试结果进行了仔细分析。本论文着重对混频器和电感进行了叙述:一方面，设计并仿真了多种结构的混频器电路在对仿真结果进行了比较中阐述了各种结构的优缺;另一方面，在电感等效模型和损失模型介绍的基础之上，对测试电感和测试电路的设计和测试进行了详细描述，并对测试和仿真结果进行了比较分析‘关键字CMOS射频集成电路，低中频接收机，镜像抑制，低噪声放大器，下变频混频器多相位滤波器，可变增益放大器，片上电感等。第I页CMOs射频前端接收器电路设计AbstractAbstractBecauseoftherapiddevelopmentofthewirelesscommunicationtec

4、hnology,thedesignandresearchoftheintegratedcircuitsintherelatedfieldhasgainedmoreandmoreattentioninrecentyears.AndwiththeadvanceoftheICprocesstechnology,thecut-offfrequency(fT)ofMOSdevicescanreachseveralGiga-Hertzormore.ItissurethatCMOSprocesswillbereplacingtheIII-Vcompoundprocesssuchasgalliuma

5、rsenide(GaAs)orsiliconbipolarprocessthatweredominantinthefieldsofradiofrequency(RF)andmicrowave.Sincebase-bandsignalsareprocessedinthedigitaldomain,andnearlyalldigitalintegratedcircuitsaremanufacturedusingCMOStechnologynowadays,ifradiofrequencycircuitsarealsodesignedandmanufacturedusingCMOS,iti

6、spossibletointegrateboththeRFanalogpartandbase-banddigitalpartinonechip.Thisisattractive,andalsoinconformitywiththedevelopmenttendencyofsilicononachip(SOC)Thedesignprocessesofseveralkeybuildingblocksarepresentedinthisthesis.ThereceiveremploysLow-IFarchitecture,Poly-phasesignalandMulti-channelpr

7、ocessingtorealizeHigh-frequencyanalogsignalprocess.Inordertoreducetheimpactarisingfromcommonmodenoise,fullydiferentialcircuitsarepreferred.AccordingtotheTop-Downdesignflow,wedescribeourworkinthesequencethat:thearchitecturesofrecei