基于DECT無線接入系統(tǒng)射頻低噪聲放大器的設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展和廣泛應(yīng)用，對無線接收機提出了越來越高的要求。而基于CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝的射頻集成電路有著廣泛的市場和發(fā)展前景。無線終端系統(tǒng)的小型化、低功耗、低成本和高性能已成為發(fā)展趨勢，CMOS工藝以它低成本、低功耗和高集成度，成為世界產(chǎn)業(yè)界的主流工藝。對于多級級聯(lián)系統(tǒng)，第一級的噪聲性能對整個系統(tǒng)的影響最大，而低噪聲放大器(LNA)作為無線通信系統(tǒng)射頻接收機前端的關(guān)鍵模塊，它的性能對射頻接收系統(tǒng)的性能起著至關(guān)

2、重要的作用。所以，本論文基于無線通信系統(tǒng)的要求，完成了一個可以應(yīng)用在1.9GHz DECT無線接入系統(tǒng)中的低壓低功耗低噪聲放大器的設(shè)計。
　　 本論文首先介紹了DECT無線接入系統(tǒng)理論和低噪聲放大器的兩個重要性能指標(biāo)一噪聲與線性度特性，重點分析了射頻前端超外差接收機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、低噪聲放大器對DECT無線接收機系統(tǒng)性能指標(biāo)的影響以及二端口網(wǎng)絡(luò)噪聲和級聯(lián)系統(tǒng)中噪聲與線性度的特性。然后提出了低噪聲放大器的設(shè)計指標(biāo)，對比分析了傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3、的低噪聲放大器性能，并在低壓低功耗經(jīng)典折疊共源共柵結(jié)構(gòu)的低噪聲放大器基礎(chǔ)上提出了一種采用非線性補償技術(shù)的折疊共源共柵低噪聲放大器。最后圍繞著低功耗、噪聲和線性度特性進(jìn)行了分析與優(yōu)化。在低功耗的約束下，在主要影響低噪聲放大器噪聲系數(shù)的第一級，即輸入級通過確定晶體管最佳跨導(dǎo)以實現(xiàn)噪聲系數(shù)的優(yōu)化；在主要影響低噪聲放大器線性度特性的后級，即輸出級采用PMOS晶體管非線性補償技術(shù)以實現(xiàn)線性度的優(yōu)化。最終很好的解決了噪聲系數(shù)、功耗以及線性度三者之間

4、相互制約的矛盾。
　　 本文采用TSMC0.18μm CMOS工藝模型，通過ADS2008設(shè)計與仿真，并與經(jīng)典折疊共源共柵結(jié)構(gòu)低噪聲放大器的仿真結(jié)果進(jìn)行對比分析，實驗結(jié)果表明：按照本文所設(shè)計的方法，該低噪聲放大器具有低功耗、低的噪聲系數(shù)和高線性度，其噪聲和線性度的優(yōu)化結(jié)果與理論十分吻合，該LNA在0.9V的工作電壓下，滿足輸入，輸出阻抗匹配的同時，其增益為17.31dB，噪聲系數(shù)1.19dB，輸入三階交調(diào)點IIP3為9.35dB