射频发射前端混频器和滤波器的分析与设计

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1、中图分类号：TN432UDC分类号：621.3射频发射前端混频器和滤波器的分析与设计作者姓名崔伟学院名称信息与电子学院指导教师丁英涛副教授答辩委员会主席仲顺安教授申请学位工学硕士学科专业电子科学与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年01月射频发射前端混频器和滤波器的分析与设计崔伟2016年01月AnalysisandDesignofMixerandFilterinFront-endofRFTransmitterCandidateNameWeiCuiSchoolorDepartmentSchoolofInformationandElectronicsFacultyMen

2、torAP.YingtaoDingChair,ThesisCommitteeProf.Shun’anZhongDegreeAppliedMasterofEngineeringMajorElectronicScienceandTechnologyDegreebyBeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefenceJanuary,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或

3、其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要近年来，射频无线通信领域经历了迅猛发展，CMOS工艺水平不断提升，低成本、低功耗、高集成度、高可靠性的射频集成电路已成为未来的发展趋势。在射频无线收发系统中，混频器实现信号频率变换，滤波器实现频段选择和信号抑制，二者是射频无线收发端不可缺少的重要组成模块。本文首先对混频器与滤波器的国内外研究现状作了论述。其次，针对系统性能指标，分析了整体电路实现形式，子电路对整体性能的影响。最后，基于TSMC90nmCM

4、OS工艺完成了1.2GHz混频器与滤波器的电路设计，版图绘制，仿真验证，并完成滤波器的芯片测试。本文设计有源滤波器采用Q-enhancedLC结构，并加入带阻结构，实现镜像抑制功能。测试结果表明，在中心频率处，滤波器增益16.32dB，-1dB通带18.53MHz，-20dB阻带左右分别为89.17MHz、96.56MHz，镜像抑制比40.97dB，芯片功耗26.40mW。芯片工作正常，性能满足设计要求。本文设计上混频器采用伪差分的吉尔伯特单元，负载用电感进行匹配，仿真结果表明，该电路实现140MHz中频信号到1.2GHz射频信号的频率变换，转换增益0.11dB，输入1dB压缩点-

5、2.19dBm，噪声系数6.3dB，功耗10.7mW。射频集成滤波器和混频器设计是射频单芯片系统研究的难题之一。本文设计的有源滤波器和上混频器具有良好的应用前景。关键词：CMOS；射频集成电路；有源滤波器；上混频器北京理工大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,radiofrequency(RF)wirelesscommunicationfieldhasexperiencedrapiddevelopment.Atthesametime,withthedevelopmentofCMOStechnology,RFintegratedcircuitbeinglowco

6、st,lowpowerconsumption,highintegrationandhighreliabilityhasbecomethefuturetrend.InRFwirelesstransceiversystem,mixerrealizesthefunctionoftransformationbetweenthesignalfrequencies.Filterisusedtoachievethebandselectionandsignalsuppression.Theyareimportantandindispensablecomponentsinwirelesstransc

7、eiversystem.Themixerandfilterresearchstatusarediscussedfirst,andthenaccordingtothespecificperformanceindicatorsinthesystem,weanalyzethewholecircuitrealizationstructureandtheimpactofsub-circuitontheoverallcircuitperformance.Finally,based