一种高线性短波宽带混频器的设计.pdf

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1、第52卷第11期电讯技术Vo1．52No．112012年l1月TeleeommtmieationEngineeringNov．2012文章编号：1001～893X(2012)11—1796—05一种高线性短波宽带混频器的设计朱海涛，张弘，许唐红，王东，兰敏(四川大学电子信息学院，成都610064)摘要：采用双平衡场效应管结构和阻抗匹配技术设计了一种适用于短波宽带接收机的高线性混频器，通过调整场效应管的沟道宽度和偏置电压优化了混频器的性能指标。该混频器射频输入频率为1．5～3OMHz，本振输入频率为71．5～100M}l2=，中频输出频

2、率为7OMHz。测试结果表明：输入三阶截点高于40dBm，变频损耗小于7dB，1dB压缩点高于12dBm，单边带噪声系数小于7dB。关键词：短波通信；宽带接收机；高线性混频器；双平衡场效应管；阻抗匹配中图分类号：TN702文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1001—893x．2012．11．018DesignofaShort-waveBroadbandMixer、thHighLinearityZHUHai—tao，ZHANGHong，XU一hong，WANGDong，LANMin(ElectronicsInforma

3、tionCollege，SiehuanUniversity，Chengdu610064，China)Abstract：Thestructureofdouble．balancefiddeffecttransistorandresistance—matchtechnologyareusedtodesignahighlinearitymixerfortheshort—wavebroadbandreceiver．1hechannel-widthandbias—voltageofthefieldefecttransistorareadjuste

4、dtooptimizethemixerSperformance．TheRFfrequencyiS1．5～30．theIDfrequencyiS71．5～10oMHzandtheIFfrequencyis70佃z．ThetestresultsshowthattheIIP3isabove40dBm．theconversionlossislowerthan7dB，II)一1dBiSabove12dBmandSSBnoisefigureislowerthan7dB．Keywords：shortwavecommunication；broadba

5、ndreceiver；highlinearitymixer；double．balancefieldefecttran．sistor；resistancematch结构，双平衡MOS吉尔伯特型混频器就是一个经典l引言的范例_3J。CMOS技术的进步使得单片混频器芯片的性能不断提高，然而面对短波通信的高线性要求，近年来，随着射频集成电路(m~ic)的飞速发展，仍然没有性能理想的全集成芯片可供选择。本文采短波通信设备也向着高集成度、高性能和低功耗的趋势发展。然而，短波信道干扰多以及空间信号幅用双平衡的电路结构形式，对输入、输出电路进行阻度差

6、异极大给短波接收机的发展带来了挑战，特别抗匹配，用开关型场效应管实现高线性的短波混频是短波宽带接收机更要求较高的线性度。器设计，通过调整场效应管的沟道宽度及偏置电压混频器作为射频接收前端的核心部分之一，其优化混频器性能指标。性能至关重要【。混频器的线性度已经成为影响短波宽带接收机性能的关键因素之一。目前混频器的2电路设计种类繁多，场效应管混频器以其低成本、低功耗以及2．1场效应管的开关功能易集成等显著优势成为市场的主流j，双平衡混频器也因为其优异的性能成为广大工程师首选的电路场效应管是依靠多数载流子工作的器件，没有*收稿日期：2012

7、—03—27；修回日期：2012—05—21·1796·第52卷朱海涛等：一种高线性短波宽带混频器的设计第l1期少数载流子存储效应，非常适合高速工作的要求L4』。够强，两对管可以近似为理想开关，在本振信号的正场效应管输入电压信号的线性动态范围大、噪声系半周期内，M1、M2导通，M3、M4截止；而在负半周期数低，适合用于高线性度的电路设计J。基于场效内，M3、M4导通，M1、M2截止。经过开关管的作用应管的众多优点，结合MOSFET沟道长度调制效应后，大幅度的正弦本振信号可以近似为方波信号_7]的特点，本文选择使用N沟道增强型场效应管设

8、计VLO(t)=s[COSOgLOt](1)开关管。N沟道增强型场效应管的工作状态一般分其中，Vm是本振信号的幅度，sgn[COSWLOt]是一个幅为3个区：截止区、非饱和区和饱和区L6j。当vas<度为1、角频率为O)