無線通信系統(tǒng)接收射頻前端片上LNA和Mixer的研究與設計.pdf

1、近十多年來，隨著人們對數(shù)據(jù)無線通信的的需求發(fā)展，GSM和UIB等無線通信網(wǎng)絡正在得到迅猛發(fā)展。例如，目前在全球個人手持通信中廣泛應用的GSM系統(tǒng)和在近距離無線高速交換上具有極大潛力的UWB系統(tǒng)等。本文設計了一個擬應用于GSM1900通信系統(tǒng)無線接收機前端的低噪聲放大器LNA，以及一個擬應用于OFDM UWB無線接收機中的下變頻混頻器Mixer。 LNA采用SMIC 0.18μm RF CMOS工藝的共源共柵NMOS結構的增益可變

2、的差動式低噪聲放大器。與以往常規(guī)分析不同，本文從實現(xiàn)的角度著重對低噪聲放大器在考慮了ESD保護PAD和封裝寄生效應后的輸入阻抗匹配、增益，以及共源共柵級聯(lián)結構下的噪聲系數(shù)、線性度等進行了一系列分析并提出了優(yōu)化措施。芯片測試結果表明：該放大器工作在1.56GHz的中心工作頻率下時，-3dB帶寬約為150MHz，輸出最大電壓增益為27dB，此時噪聲系數(shù)NF約為2.33dB，ⅡP3約為4.0dBm，可變增益范圍為7dB。在3.3V電源電壓下消

3、耗電流8.2mA。 Mixer采用Jazz 0.18μm RF CMOS工藝，通過一種不同于傳統(tǒng)Gilebert結構的新穎的雙平衡結構來實現(xiàn)，以降低本振大信號對輸出中頻端的噪聲貢獻和干擾，降低混頻器的靜態(tài)直流功耗等。測試結果表明：在約4～252MHz的中頻范圍內(nèi)，轉換增益大于6.5～11.8dB，線性度ⅡP3大于3.3dBm，噪聲系數(shù)為22.5～26dB，各端口間隔離度均在約-50dB，在1.8V電壓下消耗總電流約為8mA，基本