應(yīng)用于60GHz接收機(jī)的12GHz無源下變頻混頻器芯片設(shè)計(jì).pdf

1、隨著信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，無線通信技術(shù)已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)。近年來，在多媒體和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速增長的背景下，60GHz頻段短距離高速無線通信受到了越來越多的關(guān)注，在下一代無線通信技術(shù)研究中具有很大的潛力。本文以60GHz射頻接收機(jī)為背景，基于65 nm CMOS工藝，針對(duì)接收機(jī)中的12GHz下變頻混頻器模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究。
　　論文第一章首先介紹了60GHz短距離無線通信的研究背景及意義，總結(jié)了60GHz短距離無線通信系統(tǒng)和60GH

2、z毫米波混頻器的研究動(dòng)態(tài)，最后對(duì)比論述了60GHz短距離通信系統(tǒng)中常用的幾種接收機(jī)結(jié)構(gòu)，本課題所在的項(xiàng)目選用了滑動(dòng)中頻接收機(jī)的結(jié)構(gòu)。
　　第二章介紹了混頻器的基本理論，首先闡述了混頻器的工作原理，接著分別介紹了有源混頻器和無源混頻器的原理與結(jié)構(gòu)，最后介紹了衡量混頻器性能好壞的主要參數(shù)，包括轉(zhuǎn)換增益/損耗、噪聲、線性度和端口隔離度等。
　　第三章為無源混頻器的基本理論，闡述了無源混頻器的工作原理以及相較于有源混頻器的優(yōu)勢。對(duì)比

3、介紹了電壓驅(qū)動(dòng)型無源混頻器和電流驅(qū)動(dòng)型無源混頻器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)電流型無源混頻器的轉(zhuǎn)換增益、噪聲以及線性度這些性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析。
　　第四章給出了12GHz無源下變頻混頻器的設(shè)計(jì)。該電路由跨導(dǎo)級(jí)、開關(guān)級(jí)和跨阻放大器三部分組成。為進(jìn)一步提高電路的線性度性能，其跨導(dǎo)級(jí)電路采用了NMOS偽差分電路結(jié)構(gòu)，開關(guān)級(jí)電路則利用源極負(fù)反饋。為提高電路的帶寬等性能，跨阻放大器中采用了一個(gè)兩級(jí)的前饋補(bǔ)償運(yùn)算放大器。仿真結(jié)果表明，該運(yùn)算放大

4、器的增益為66dB，增益帶寬積GBW可達(dá)5.4GHz。基于以上電路，該混頻器仿真性能如下:電壓轉(zhuǎn)換增益大于12.4dB;雙邊帶噪聲系數(shù)NF小于24.2dB;輸入1dB壓縮點(diǎn)為-10dBm;輸入三階交調(diào)截點(diǎn)為-2.9dBm;本振-基帶(LO-BB)和本振-中頻(LO-IF)端口間隔離度分別為143dB和149dB;中頻-基帶(IF-BB)間端口隔離度大于93dB;輸入3dB帶寬為1.2GHz;1.2V電壓整體功耗僅為38.8mV。