SiGe工藝微波混頻器和中頻放大器研究及設(shè)計.pdf

1、無線通信系統(tǒng)的核心部分包括發(fā)射機和接收機。經(jīng)典接收機系統(tǒng)一般由天線、鏡像濾波器、低噪聲放大器、混頻器、中頻放大器等部分組成。本文主要研究接收機系統(tǒng)中的混頻器和中頻放大器。討論了這兩種電路的功耗、增益、噪聲、線性度等一些關(guān)鍵指標(biāo)以及一些提高電路性能的方案。使用IHP(Innovations for High Performance Microelectronics)0.25μm SiGe工藝設(shè)計了兩種混頻器電路，并且使用AMS(Austr

2、ia Micro-Systems)0.35um SiGe工藝設(shè)計了一種中頻放大器電路。 接收機中的混頻器用于實現(xiàn)下變頻，即由射頻信號和本振信號產(chǎn)生中頻信號。常見的混頻器電路一般可以分為有源(Gilbert)和無源(passive)兩種結(jié)構(gòu)。本文同時設(shè)計了這兩種結(jié)構(gòu)的混頻器，用于實現(xiàn)相同的電路功能，并且進(jìn)行了比較和對照。結(jié)果表明，有源結(jié)構(gòu)通常表現(xiàn)出可觀的轉(zhuǎn)換增益和良好的噪聲性能，但是由于雙極型器件本身性能的限制，有源混頻器的線性度

3、表現(xiàn)比較一般，同時，有源結(jié)構(gòu)的功耗也比無源結(jié)構(gòu)大。另一方面，無源混頻器不產(chǎn)生轉(zhuǎn)換增益，但是具有比較出色的線性度和相對低的功耗，同時，由于無源混頻器多由MOS器件組成，電路的噪聲表現(xiàn)欠佳。兩種電路均使用IHP 0.25μm SiGe BiCMOS工藝設(shè)計，主要指標(biāo)良好，并且有各自的突出優(yōu)點。 中頻放大器一般用于實現(xiàn)足夠的中頻增益?？紤]到無線信號的動態(tài)范圍，有時還需要具有自動增益控制功能。本文設(shè)計了一種具有自動增益控制功能的中頻放大

4、器，應(yīng)用于數(shù)字中頻系統(tǒng)中，能夠?qū)討B(tài)變化的中頻信號放大為峰峰值固定的電壓信號，供后級的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理。設(shè)計的難點在于實現(xiàn)一個性能良好的自動增益控制環(huán)路，得到幅值精確的固定輸出，并且能夠有效驅(qū)動后級電路。電路使用AMS 0.35μm SiGe BiCMOS工藝設(shè)計，該工藝能提供性能良好的射頻器件。本文設(shè)計的中頻放大器和同種工藝實現(xiàn)的低噪聲放大器、混頻器已經(jīng)被集成到一起，實現(xiàn)了單片接收機前端，應(yīng)用于高性能雷達(dá)系統(tǒng)中。 本文