基于ADS仿真的高线性CMOS混频器设计

提出了一种提高混频器线性度的方法：采用交叉差分的结构取代原有的混频器结构．改进后,输出信号的三次谐波会被消除,混频器的三阶截止点也得到改善．混频器工作电压1．8V,射频信号5GHz,电路采用0．18μm CMOS工艺,使用Agilent公司的先进设计系统ADS（advanced design system）对电路进行仿真设计．仿真结果表明,经过改善后,混频器IP3提高3．5dB（线性度提高）,转换增益提高4．8dB．     

新型高线性度双平衡CMOS混频器芯片的设计

设计了一款用于无线通信射频系统的新型双平衡混频器芯片,该混频器的输出信号中不存在与射频输入信号相关的二次非理想项,具有高线性度.该混频器基于新型乘法器结构,在两个工作于线性区的对称金属氧化物半导体(MOS)晶体管的源、漏两极加入差分射频信号,在其栅极加入差分本振信号,从而以低复杂度方式实现射频信号与本振信号的双平衡混频或相乘;采用差分推挽放大器及源随器作为芯片的输出缓冲接口,改善了芯片与片外电路之间的隔离度,提高了功率增益和输出匹配性能.芯片采用0.18 μm射频(RF)互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺流片,实现超宽频带范围内的信号混频或相乘,1 dB压缩点2.9 dBm,三阶交调16 dBm,总功耗25 mW,芯片性能良好,可以满足高性能、超宽带、高速无线通信系统的要求.     

无片上电感的低功耗高线性度CMOS混频器

物联网设备的数量将在不久的将来得到快速增长。延长电池寿命、提高信号动态范围是物联网通信系统射频前端的主要关注点。为解决射频前端功耗和线性度的问题,提出了一种改进型的吉尔伯特混频器。相比于传统吉尔伯特混频器,该混频器在跨导级采用工作在亚阈值区的PMOS/NMOS互补结构,结合了电流复用技术和导数叠加技术,实现了功耗和线性度的折中;并采用交叉电容耦合形成负阻抗,抵消了寄生电容的影响,从而在低功耗情况下提高了线性度。基于HHNEC 0.18 μm BiCMOS 工艺后仿真结果表明,该混频器在射频频率0.4~3 GHz时转换增益为6.2~7.6 dB, 在2.4 GHz频率下输入三阶交调点(input third-order intercept point,IIP3)为14.96 dBm,在电源电压为1 V的情况下功耗为1.8 mW。该混频器核心电路尺寸为460 μm × 190 μm。与相关工作对比,该混频器具有低功耗、高线性度的特点。     

适用于软件无线电的高线性度、低功耗无源下变频混频器的设计

设计了一个用于软件无线电的高线性度、低功耗的无源下变频混频器,采用TSMC 65 nm CMOS工艺实现,芯片面积为0.2 mm~2,总功耗为8 mW@1.2 V.混频器中采用了改进的Gm单元,结合源级负反馈技术和MGTR技术,在提高混频器IIP_3的同时,拓宽了输入线性区域的范围.测试结果表明:线性区域的范围得到一定程度的提高,即使输入RF信号的功率为-12 dBm.混频器的IIP_3≥10.9 dBm,IIP_2≥45 dBm;在900 MHz处,混频器获得最大转换增益13.2 dB,此时NF为13.8 dB.     

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。     

基于与分离电路相比较的单片集成混频器改进

本文结合混频器的主要性能指标,从工艺集成度、无源器件模型、电路原理组成和改进方法四个方面比较分析了单片集成混频器与其他分离混频器。在此基础上提出自己对单片集成CMOS RF混频器的改进电路,可作为2.4GHz频段IEEE802.11g无线局域网前端射频集成电路。     

一种高线性度R-MOS-C带通滤波器设计

本文完成了R-MOS-C结构的六阶ChebvshevⅠ型片内带通滤波器的设计。该设计针对以MOS管作为压控电阻的潜在问题,给出了提高其线性度的解决方案;并将开关电容放入自动调谐电路,实现了对R-MOS电阻的精确控制。滤波器在SMIC 0.18um工艺流片,实测频率响应曲线随PVT变化在±2kHz。     

一种新型PCIE3.0高线性度低功耗均衡器设计

针对PCIE3.0芯片的接收端设计一种新型高线性度低功耗均衡器,主要信号路径上只使用线性无源器件,衰减信号的低频能量的同时增强高频能量,实现增益补偿的效果.在其后端增加直流漂移补偿电路,来调整线性均衡器导致的直流漂移.该电路不受芯片工艺、电压和温度的影响,无需进行校准或者补偿,并通过仿真进行了验证.     

实验曲线的线性度研究

对测量曲线的线性度进行了研究,提出了一种求取独立线性度的新方法,并结合实例对不同的线性度进行了综合比较。     

高线性度低功耗OTA的实现

采用衰减器技术和负反馈设计了一种新的高线性度低功耗的跨导运算放大器（OTA）.提出的OTA能有效地抑制3次谐波分量（HD3）从而使其线性度得到很大改善,同时它可以通过改变衰减器因子实现跨导可调.电路采用TSMC 0.18 m工艺在Cadence的Spectre 中进行设计与仿真,结果表明它的线性范围为-0.65~0.65 V,功耗仅为0.73 mW.最后通过一个四阶OTA-C滤波器验证了该OTA的性能.     

基于低电源电压混频器的设计

提出了一种适用于低电源电压应用的混频器,其核心部分采用开关跨导形式,使得开关器件导通时的有限开态电阻引起的电压降减小到零,并在输出端采用折叠级联输出,降低了负载电阻引起的直流电压降,达到了在低电源电压下应用的目的.在1.3 V的电源电压下,电路仿真结果显示:转换增益为-11.5 dB,噪声系数为20.648 dBm,1 dB压缩点为-5.764 dBm,三阶交调失真点为4.807 dBm.     

微波高线性功率放大器设计

微波功率放大器是移动通信系统中的关键器件．该文介绍用小信号法设计小灵通直放站高线性功率放大器的方法和过程，并给出一种简单有效的功率放大器偏置保护电路．应用CAD软件对电路进行仿真和优化，最后完成电路制作并给出了结果．测试结果为增益12dB，输出功率30dBm，三阶交调45dBc.     

一个高线性功率预放大器的设计

介绍了一个使用片外阻抗匹配网络的两级AB类功率预放大器并采用0.35μm CMOS六层金属工艺实现.电路在3.3 V电源电压下工作,静态电流为18 mA.测得功率预放大器具有10 dB的功率增益,最大有6 dBm输出功率到50Ω负载,并且在1.9 GHz频率处获得了很好的线性度:输出三阶截点OIP3为9.4 dBm和输出1dB压缩点OP1dB为-0.6 dBm.     

高精度交直流转换测试电路设计

给出了一套高精度交直流转换测试电路的设计。在研制陀螺运行计算机监测设备的过程中,需要将多路直流或交流信号转换为PC/104嵌入式计算机A/D通道可接受的直流信号,这涉及到交直流信号的高精度转换和多路选择。本文给出了此测试电路的设计方案,并已通过调试。     

用于UHF RFID零中频接收机的混频器设计

基于SMIC 0.18.μm CMOS工艺,设计了一种应用于超高频(UHF)射频识别(RFID)系统零中频接收机的混频器.在对传统吉尔伯特混频器的噪声指标进行深刻分析的基础上,采用动态电流注入技术,设计出了一种低噪声、高线性度的混频器.动态注入电路有选择地向跨导级注入适当电流,大大抑制了开关管中的闪烁噪声,从而提高了混频器的整体噪声性能,同时又不影响混频器的线性度.在1.8V电源电压下,仿真显示,该混频器取得11.3dB的噪声系数、-5.58 dBm的输入l dB压缩点、26.04 dB的转换增益.芯片仅消耗7.2 mW功耗,占用404 μm*506 μm芯片面积.     

一种低压高精度基准电压源的设计

提出一种新型基准电压源,通过低阈值源跟随电路和新颖的启动电路实现输出的低压高精度.低阈值源跟随电路通过降低运放的输出阻抗减少系统增益,减少运放失调对输出电压精度的影响,同时低阈值耗尽型管的采用,降低了电源电压和基准电压间的压差,使得该结构可工作于低压系统中;启动电路通过实时监测基准输出电压,加速启动速度的同时消除输出电压过冲现象.该基准电压源已应用于一款线性稳压电源(Low dropout voltage regulator,LDO)中,并基于标准0.35μm CMOS工艺用Cadence的Spectre工具进行仿真验证.仿真结果表明:输出电压启动过程平缓无上冲,基准电压稳定输出为1.215 V@VCC≥1.5 V,静态电流为9 uA@6 V;在-40℃～100℃下,温度系数为26 ppm/℃,电源电压抑制比为85 dB@1 kHz;在电源电压为3 V～6 V下,线性调整率为4.57 ppm/V.     

高线性度大摆幅56 Gbit/s PAM4驱动电路设计

面向高速串行接口发送端应用,设计了具有二阶去加重均衡功能的高线性度大摆幅四电平脉冲幅度调制（4 pulse amplitude modulation,PAM4）电压模驱动电路。采用查表的方式对信道损耗进行灵活补偿;在输出端并联两个电阻解决传统电压模驱动电路设计中线性度较低的问题;采用反相器堆叠的推挽式结构实现了高输出摆幅;提出一种新型电平转移电路,解决了连续0或1数字码产生的直流电平漂移问题。仿真结果表明,驱动电路的电平失配率为97.9%,去加重均衡实现6.6 dB、13 dB和19.6 dB三种去加重级数,差分输出摆幅为2 V,功耗效率为2.3 mW/（Gbit/s）。     

萘电子光谱的精细结构及同系线性表征

利用高分辨率的DMS-300UV-Vis光度计,于乙醇溶液中得到了萘的β带的精细光谱。给出骈苯系β带的3条同系线,回归出β_I,β_(II)的■与同系序数n的定量关系,其γ分别为0.9999,1.0000,并证明这是一组邻同系峰。同时预测了骈苯系β带中一些未知峰的可能波长。     

卫星信道模拟器数字下变频系统设计

在卫星信道模拟器的设计中,中频模拟信号经A/D采样后得到大量的数据流,如果直接送给DSP处理,将会给DSP带来巨大的运算压力。为此,提出了采用专用数字下变频芯片AD6620先对其进行处理的设计方案,将信号由中频搬移到基带,以降低进入DSP的数据速率,从而使卫星信道模拟器达到更好的实时性。给出了数字下变频系统的整体硬件设计方案和系统参数的设置方法,仿真结果验证了该设计方案和参数设置的有效性。