移动终端系统中混频器的设计与分析

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1、中文摘要摘要：近些年来，移动终端核心芯片的研究成为业界关注的焦点。射频集成电路(RFIC)是无线通信领域中不可缺少的关键电路，是无线通信的主要瓶颈。为了满足产品化后高可靠性和低成本的要求，用CMOS工艺实现单片集成的RFIC正逐渐成为研究的一个热点。作为其射频芯片组中的一个重要的模块，混频电路可以实现基带信号到射频信号的转换，同时也可以完成射频信号到基带信号的反转换，它是所有无线射频系统中必不可少的核心模块。混频器是射频集成电路的核心模块，每个无线通信系统中至少要用到一个以上的混频器，其性能直接影响到整个系统的性能以及系统对其它功能模块的要求。对于本次设计，作者采用了JAZZ公司的sb

2、c35xCMOS工艺进行了相关设计，得到一个可用于移动终端射频芯片的混频器设计结果。本论文在绪论中主要研究当前国内外在RFIC领域的研究现状和相关的课题背景，简述了无线射频系统以及混频器在无线射频系统中的作用，最后给出本论文的工作内容和论文的组织结构；第二章介绍了混频器的一般工作原理和一些主要的性能参数，对混频器的结构和种类进行了探讨，并对其性能进行了描述；在第三部分中，基于吉尔伯特混频器结构，定义并分析了混频器的主要性能指标，并且就如何改善和提高这些性能指标进行了分析；对于第四部分，根据系统的指标要求，确定本设计中混频器的电路结构，接着分析了混频器的性能指标及其相应的工艺的选择；在这

3、个基础上，对混频器进行设计与进一步的优化。这些优化针对移动终端射频芯片的特点，主要集中在功耗、偏置、本振幅度、增益、线性度、噪声以及阻抗匹配等方面，并且给出了基于这些优化结果的一种混频器设计电路图以及相应的仿真结果，分析了仿真结果；第五部分主要阐述射频集成电路设计中版图设计时的注意事项，并给出了本混频器电路的版图结果和后仿真结果。最后，对相关工作进行了总结，提出了电路的改进方案以及今后工作的重点和方向。本论文设计的混频器主要是应用于移动终端芯片中的接收端，所以是一个下变频混频器。最后，本论文所实现的混频器主要性能指标为：工作电压3．3V、工作频率2．2GHz、噪声系数为16dB、输出中

4、频频率为10MHz，功率转换增益．3．5dB。关键词：射频CMOS；吉尔伯特混频器；噪声；线性度；版图分类号：TN773ABSTRACTABSTRACT：Inrecentyears．themobileterminalchipshavebecamethefocusofattentioninindustry．As觚importantgroupofmodulesinradiochips，mixingcircuitcantakeimplementationofbase-bandsignaltotheradiofrequencysignal，andalsoCancompletetheRFsign

5、alstothebase-bandsignalsintheanti-conversion,itiStheessentialcoremodulesinalloftheradiofrequencysystem．Inthefieldofwirelesscommunications，Radiofrequencyintegratedcircuit(RFIC)istheindispensablekeycircuit；themainbottleneckofwirelesscommunication．Inordertomeettheproductwiththelow—costandhighreliab

6、ilityrequirements，usingCMOStechnologytoachievesingle-chipintegratedRFICisgraduallybecomingahotresearch．Forthisdesign，theauthorusetheJazz’Ssbc35xCMOSprocesstocarryoutthedesign，andgetamixercircuitwhichCanbeusedformobileterminalchipsinradiofrequency,thesimulationresultsconfirmthevalidityofthecircui

7、t，andlayoutalsopasstheverificationofdesignrules．Forthispaper,inthefirstchapter,itwillbeanintroductiononradiofrequencysystemandtheroleofmixerintheradiofrequencysystem，thenintroducethecurrentdomesticofhomeandfor顿辨andtheorganiz