低功耗射頻通信系統(tǒng)前端LNA與Mixer的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來,無線通信技術(shù)得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展,無線通信技術(shù)目前正給人們帶來越來越廣泛和深遠(yuǎn)的影響。在此過程中,出現(xiàn)了多種常用的無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),例如IEEES02.11(Wi-Fi)、藍(lán)牙(Bluetooth)、UWB、Zigbee等等。
　　 本論文所屬的自定協(xié)議無線通信系統(tǒng)目標(biāo)是針對(duì)短距離、中低速率無線數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用開發(fā)的2.4GHzISM頻段的射頻收發(fā)器系統(tǒng),具有低功耗、低成本等特征,具有現(xiàn)實(shí)意義和產(chǎn)業(yè)價(jià)值。本文設(shè)計(jì)了應(yīng)用于該通

2、信系統(tǒng)無線接收機(jī)前端的低噪聲放大器LNA以及下變頻混頻器Mixer。
　　 LNA使用了帶源極負(fù)反饋電感的共源共柵NMOS結(jié)構(gòu),同時(shí)還是雙端差分結(jié)構(gòu)。本文在考慮寄生效應(yīng)等實(shí)際因素的條件下分析了增益、線性、噪聲、輸入匹配等關(guān)鍵指標(biāo)的影響因素,并對(duì)這些指標(biāo)提出實(shí)際的優(yōu)化措施。在實(shí)現(xiàn)方面,本文在低功耗約束條件下,部分改變了傳統(tǒng)電路結(jié)構(gòu),減少大面積元件以獲得低成本的設(shè)計(jì),并以此為基礎(chǔ)盡量提高關(guān)鍵指標(biāo)的整體性能。LNA在低功耗條件下具有很

3、高的增益。
　　 Mixer使用了Gilbert雙平衡結(jié)構(gòu)。電路引入了源極負(fù)反饋電阻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換增益與線性度之間的平衡。電路使用接成電阻的PMOS管串聯(lián)小電阻的結(jié)構(gòu)來代替電阻負(fù)載,作為混頻器的輸出。它充分利用了電壓的裕度,提高線性度和增益的整體性能。每個(gè)混頻器轉(zhuǎn)換增益6.2dB,卻在1.8V直流電壓下只消耗3.3mW。
　　 由于balun、PA、模式/關(guān)斷開關(guān)和中頻濾波器等模塊的存在,電路各模塊之間的匹配與連接也是重要的設(shè)