一种带消失调电路的高线性度可变增益放大器

基于0.18μm CMOS工艺,设计了1种带消失调电路的高线性度可变增益放大器,在实现增益d B线性连续可调的前提下,提高了放大器的线性度;同时,设计了1种片上滤波器型消直流失调电路,可实时抑制放大器的输出直流失调电压.后仿结果表明,在3.3 V的供电电压下,连续增益动态范围为(-21.5)-21.5 d B,-3 d B带宽为27.5 MHz,在0 d B增益下,输入1 d B压缩点为10.7 d Bm,等效输入直流失调电压标准差为1.831 m V.     

用于神经信号采集的高PSRR及CMRR植入式模拟前端

针对人体内神经电信号非常微弱、噪声大、环境干扰大等特点,研究与设计了一款应用于神经信号采集的高电源抑制比(PSRR)和共模抑制比(CMRR)的低噪声植入式模拟前端.该模拟前端采用全差分结构来实现模拟前端中的前置放大器、开关电容滤波器及可变增益放大器,使得电路具有较好的电源抑制比和共模抑制比;采用斩波调制技术来抑制电路的低频噪声,并通过带电流数模转换器(DAC)的纹波抑制环路来抑制前置放大器的输出纹波,从而使该模拟前端在具有高PSRR和CMRR的同时能保持低噪声性能.文中采用0.18μm CMOS工艺设计该模拟前端芯片,版图后仿真结果表明,该模拟前端在0.1 Hz~10 k Hz内的等效输入噪声为2.59μV,实现了46.35、52.18、60.02、65.95 d B可调增益,CMRR和PSRR分别可达146及108d B,很好地满足了植入式神经信号采集的要求.     

用于神经信号检测的低噪声CMOS前端放大器的设计

采用斩波稳定技术设计了一款低噪声CMOS放大器.该放大器用于神经信号的检测和放大,包括调制解调器、rail-to-rail输入放大级、带通滤波器、低通滤波器和振荡器5个模块.其中,rail-to-rail输入放大级提高了电路的输入共模范围,带通滤波器减小了残余失调,整个斩波稳定系统使电路显现低噪声特性.该电路采用TSMC 0.35μm CMOS工艺进行了仿真流片设计,低频等效输入相关噪声谱密度为13.2 nV/sqrt(Hz),开环增益为100 dB,3 dB带宽10 kHz,芯片面积为980μm×450μm.仿真结果显示,基于斩波稳态技术的低噪声放大器可作为一种有效的神经信号检测的前端电路.     

高线性度有源混频器的设计

针对吉尔伯特混频器电路转换增益和线性度低的问题,设计了一个高转换增益、高线性度下变频有源混频器,其电路跨导级采用电流镜结构和第三阶跨导系数消除结构,通过设置晶体管工作在不同的区域,使得晶体管的第三阶跨导系数相互消除,以提高电路的转换增益和线性度。电路采用TSMC 0. 18μm RF CMOS工艺。Cadence Spectre-RF软件仿真结果表明,在工作电压为1. 2 V、射频频率为5. 2 GHz、本振频率为5 GHz、中频频率为200 MHz时,所设计的混频器电路的转换增益为21. 9 d B,噪声系数为16. 5 d B,线性度(输入三阶交调点IIP3)为21. 68 d Bm,功耗为2. 3 m W,转换增益由典型指标10 d B提升至21. 9 d B,线性度由典型指标5 d Bm提升至21. 68 d Bm。可见,所设计的混频器电路的转换增益和线性度得到有效改善。     

一种有源自偏置的Ku波段CMOS低噪声放大器

基于源简并电感共源共栅结构,设计了1种有源自偏置低噪声放大器,既可消除偏置电路功耗,又能克服无源自偏置噪声较高的缺点;另外利用键合线作为高Q值电感元件,进一步降低噪声系数并减小芯片面积.所设计低噪声放大器采用TSMC 0.18μm CMOS工艺进行优化设计并流水制备.仿真结果表明,在12-16GHz频段内,噪声系数NF低于3.2 d B,输入3阶交调点IIP3为1.573 d Bm.研制芯片面积为540μm×360μm,在1.8 V电压下,消耗16 m A电流.结果表明芯片测试实现在12.2-15.5 GHz频段上,输入输出反射性能良好,正向增益S_(21)6 d B,反向隔离度S_(12)-32.5 d B.     

0.1-1.2GHz宽带巴伦低噪声放大器设计

提出了一种可用于0.1-1.2 GHz射频接收机前端的宽带巴伦低噪声放大器(Balun-LNA).采用噪声抵消技术,输入匹配网络的沟道热噪声和闪烁噪声在输出端被抵消,在宽带内可同时实现良好的输入匹配和低噪声性能.通过分别在输入匹配级内增加共源放大器,在噪声抵消级内增加共源共栅放大器实现单端转差分功能.电路采用电流复用技术降低系统功耗.设计基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,LNA的最大增益达到13.5dB,噪声系数为3.2-4.1 dB,输入回波损耗低于-15 dB.在700 MHz处输入1 dB压缩点为-8 dBm,在1.8 V供电电压下电路的直流功耗为24 mW,芯片面积为0.062 5 mm 2 .     

一种全频段GNSS应用的低噪声放大器

设计一种满足全频段全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)接收机应用要求的低噪声放大器(low noise amplifier,LNA)。为提高射频前端的集成度并降低成本,提出一种基于发射极电感负反馈结构宽带LNA的实现方法,并对电路结构、宽带输入阻抗匹配和噪声性能进行分析。电路采用0.18μm SiGe BiCMOS工艺设计和实现。研究结果表明:在GNSS全频段范围(1 164~1 610 MHz)内,输入回损大于8.0 dB,输出回损大于8.9 dB,噪声系数低于1.30 dB,功率增益高于14.9 dB,输入三阶互调点为-5.8 dBm。芯片最低功耗为9.6 mW,面积约为600μm×650μm。     

2.4 GHz频段射频前端高线性度SiGe低噪声放大器设计

为满足高性能射频前端接收部分对高线性度的需求，基于SiGe BiCMOS工艺设计并实现了一款工作在2.4 GHz频段的高线性度低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）.该放大器采用Cascode结构在增益与噪声之间取得平衡，在Cascode结构输入和输出间并联反馈电容，实现输入端噪声与增益的同时匹配.设计了一种改进的动态偏置有源电流镜以提升输入 1 dB压缩点及输入三阶交调点的线性度指标.为满足应用需求，LNA与射频开关及电源模块集成组成低噪声射频前端接收芯片进行流片加工测试.测试结果表明：在工作频率2.4 ~2.5 GHz内，整个接收芯片增益为14.6 ~15.2 dB，S11、S22<-9.8 dB，NF<2.1 dB，2.45 GHz输入1 dB压缩点为-2.7 dBm，输入三阶交调点为+12 dBm.芯片面积为1.23 mm×0.91 mm.该测试结果与仿真结果表现出较好的一致性，所设计的LNA展现出了较好的线性度表现.     

2.45GHz单级低噪声放大器的设计

设计了一种基于高电子迁移率晶体管ATF54143的单级低噪声放大器,采用ADS软件进行了设计优化。仿真结果表明在2.45 GHz处噪声系数小于1.5 d B,增益大于16.4 d B,稳定系数大于1.1,输入与输出的电压驻波比都小于1.1。在仿真基础上进行了实物加工,实测结果在2.45 GHz处|S21|为8.3 d B,|S11|和|S22|最小值分别为-13.5 d B,-17.2 d B,1 d B压缩点的输出功率约为10 d Bm。该放大器可应用于S波段的无线局域网,射频识别和北斗导航系统等领域。     

单片接收机射频前端电路设计与仿真

无线通信对射频接收机的低功率、低成本、小型化要求较高。本文提出了基于 IEEE 802．16协议的低电压接收前端系统和模块的设计方案,给出了三级级联的低噪声放大器和双正交下变频混频器的设计电路。仿真结果显示该放大器在增益、噪声、线性度等指标上均达到要求,双正交下变频混频器镜像抑制度达52 dB以上,对低噪声放大器和混频器级联电路的仿真结果表明,该级联电路能够达到接收机RF前端电路的设计要求。     

微波超宽带低噪声放大器的设计

设计和制作一种小型超宽带低噪声晶体管放大器 ,采用全微带匹配网络和负反馈技术 ,利用新型晶体管器件 HEMT,经自编的程序 MMatch和商业软件 Touchstone双重辅助设计 ,实现在 0 .9-3.6 GHz两个倍频程的超宽带范围内增益 >2 9.4 d B,增益平坦度 <5 % ,噪声系数 <1 .8d B,输入、输出驻波比 <2 .2 ,1 d B,压缩点输出功率 >1 7.9d Bm.该放大器制作在 5 2× 2 5 mm2的聚四氟乙烯基板上 ,经测试满足设计要求 .     

基于噪声相消和线性度提高的低噪声放大器

鉴于传统共源共栅低噪声放大器由于受共栅级的影响.其噪声和线性度都不理想,为此在共栅级上引入一对交叉耦合电容和电感,以消除共栅级的噪声并提高放大器的线性度.采用特许半导体公司0.25μm射频互补金属氧化物半导体工艺进行了设计.仿真结果表明低噪声放大器在2.4 GHz处的噪声系数仪有1.34dB.该电路能够提供17.27 dB的正向增益、小于-38.37 dB的反向传输系数、小于-27.73 dB的输入反射系数、小于-15.85 dB的输出反射系数,该放大器的三阶交调点为0.58 dBm.消耗的功率为11.23 mW.     

基于SiGe BiCMOS工艺的高速光接收机模拟前端电路

基于IBM 0.18,μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一款12.5,Gb/s的全差分光接收机模拟前端电路.该电路由跨阻放大器、限幅放大器、直流偏移消除电路和输出缓冲级组成.为获得更高的带宽,本文对Cherry-Hooper结构进行了改进,设计出一种三级级联的限幅放大器,而直流偏移消除电路则使用了差分有源密勒电容(DAMC)来替代传统的片外大电容,提高了电路集成度和稳定性.版图后仿结果表明,在探测器等效电容为300,f F的情况下,光接收机前端电路的跨阻增益为97,d B,-3,d B带宽为11.7,GHz,等效输入噪声电流小于14.2,pA/Hz~(1/2),芯片核心面积为720,μm×700,μm.     

一种射频宽带低噪声放大器的设计

提出了一种射频宽带低噪声放大器的实现方式,使用宽带电流反馈型运放和宽带低噪声电压反馈型运放完成了0d B~60d B增益连续可调.由于输入信号幅度小、带宽宽,系统通过屏蔽盒进行处理提高了自身的稳定性和抗干扰能力.输入电压最小峰峰值2m V,3d B带宽达0.3MHz~150MHz,最大输出正弦波有效值1.8V,在1MHz~100MHz频带内增益起伏小于1d B,性能优良,可广泛用于电子对抗、战术武器制导以及无线通信中.     

射频宽带放大器的设计

系统由前级放大模块、后级放大模块、滤波模块组成。采用可控增益放大器AD603和宽带低噪声运放OPA690级联,很好地实现了0~60,d B增益可调的要求。电路整体设计利用可调电位器控制两级级联压控,可变增益放大器完成对放大器增益的调节,又通过滤波电路实现了选频。系统还采用自动直流偏移调零模块,最大限度地减小了整个放大器的偏移,使用了各种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。该放大器电路结构简单、性能稳定、功能完善,基本达到了各种设计指标的要求。     

超高频RFID读卡器接收前端低噪声放大器设计

基于0.5 μm CMOS工艺设计了一种应用于超高频段射频识别系统读卡器接收前端的低噪声放大器.该电路采用带有源极退化的单端共源共栅结构,借助Cadence仿真环境完成了电路的仿真分析.仿真结果表明,在中心工作频率922.5 MHz上,电路具有良好的性能,各指标分别为:噪声系数(NF)0.828 4 dB,输出增益(S21)23.37 dB,输入反射系数(S11)-36.65 dB.输出反射系数(S22)-58.03 dB,反相隔离(S12)-44.79 dB,三阶交调点(IIP3)-13.157 2 dBm.     

一种低功耗CMOS LNA优化设计方法

基于SMIC 0.18 CMOS工艺,设计了一个工作频率为5.8 GHz的差分低噪声放大器。针对低功耗电路的设计要求,通过在输入级增加电容实现了限定功耗下的输入和噪声同时匹配。仿真结果表明,设计的低噪声放大器具有良好的综合性能指标。增益为22.47 d B,噪声系数为1.167 d B,输入反射系数(S11)、输出反射系数(S22)、反向隔离度(S12)分别为-24.74 d B、-17.37 d B、-31.52 d B。在1.5 V电源电压下,功耗为17.3 m W。     

2.5Gb/s低噪声差分交叉耦合跨阻放大器的设计与实现

本文基于UMC 0.18 μm CMOS工艺,设计了一款低噪声交叉耦合结构的跨阻放大器.该电路由优化的调节型共源共栅(RGC)结构和输出缓冲级构成,其中采用两级共源放大器作为RGC结构的辅助放大器,用于提升电路的等效跨导和带宽.此外,通过优化电路参数以及在输入端引入阶梯型无源匹配网络来进一步拓展带宽和降低电路噪声.测试结果表明,在探测器等效电容为300pF时,所设计跨阻放大器芯片的-3d B带宽为2.2GHz,跨阻增益为61.8d B?,平均等效输入噪声电流谱密度仅为9 pA/(Hz)~(1/2),成功实现了2.5Gb/s的传输速率.在1.8V电源电压下,芯片功耗为43m W,包括焊盘在内的芯片总面积为1×1mm~2.     

心电信号采集的模拟前端集成电路设计

基于 SMIC 0．18μm 1 P6MCMOS 混合工艺设计了一种适用于心电信号采集的模拟前端集成电路,主要由前置放大器、带通滤波器、工频滤波器及后级放大器等组成。通过采用低噪声前置放大器技术,有效地改善了模拟前端集成电路的信噪特性;通过采用陷波器技术,有效地抑制了50 Hz 工频干扰信号。模拟前端集成电路获得了43．44 dB的中频增益以及通带为0．0956—107．3 Hz;在0．1 Hz 与 100 Hz 频率处,模拟前端集成电路分别获得15．1μ槡V ／ Hz与745 nV ／ Hz的等效输入噪声电压;在1．8 V 电源电压条件下,模拟前端集成电路的静态功耗仅为槡912．5 nW。仿真结果表明,所设计的模拟前端集成电路适合于心电信号采集要求。     

CMOS宽带低噪声放大器的设计

提出一种利用噪声抵消技术减小热噪声因子的互补金属氧化物半导体(CMOS)宽带低噪声放大器电路.它具有不平衡变换器可转换单端信号为差分信号,无需外接平衡-不平衡变换器,也未采用电感匹配技术,进一步减小了芯片的面积.该低噪声放大器基于TSMC 0.18μm RF CMOS 1.8V的工艺设计,仿真和验证采用Cadence公司的Spectre工具.结果表明:在150～600MHz频带内的噪声系数为3.9dB,输入匹配参数S11小于-11.7dB,输入3阶截点IIP3为1.03dBm.