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应用于零中频接收机的无源整流亚谐波混频器设计
作 者: 霍东权
导 师: 吴顺华
学 校: 天津大学
专 业: 微电子与固体电子学
关键词: 零中频接收机 无源整流亚谐波混频器 多相滤波器 LO-RF隔离度
分类号: TN773
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
通讯工业和技术的迅猛发展,使得无线通信技术无处不在,在社会各个领域如:移动通信领域、射频识别(RFID)、无线局域网(WLAN)、全球定位系统(GPS)等。无线通讯中的收发信机单片集成化主要指射频前端集成。零中频方案是实现射频前端集成的首要选择。但是它本身存在的闪烁噪声和直流漂移现象是人们需克服的。而本文设计的无源整流亚谐波混频器很好地克服了闪烁噪声和直流漂移现象。本文先讲述超外差结构和零中频结构的接收机工作原理,比较了它们的优缺点;其次,介绍了一般混频器的工作原理和性能指标,对混频器种类和性能进行了描述。然后推导了亚谐波混频器的工作机理以及叙述实现亚谐波混频器的不同方式和性能比较。接下来分别设计了实现亚谐波混频器的各个模块,并仿真了它们的性能。最后对整体电路性能进行仿真,总结归纳。本文设计的混频器工作频率为900MHz,应用于零中频的RFID读写器。采用UMC0.18μm工艺,在Cadence Spectre仿真器中进行性能仿真,主要性能指标为:1.8V工作电压,900MHz工作频率,转换增益为10dB,1dB压缩点-10.5dBm,三阶互调点为-2.4dBm,2LO-RF隔离度为-90dB,LO-RF隔离度-85dB,噪声系数16dB。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-7 第一章 引言 7-17 1.1 课题背景 7-8 1.2 接收机系统简介 8-16 1.2.1 接收机性能指标 8-9 (1) 灵敏度 8 (2) 阻塞和杂散相应抑制 8 (3) 互调相应抑制 8-9 (4) 邻道干扰抑制 9 (5) 杂散辐射 9 1.2.2 超外差式接收机 9-13 (1) Hartley 结构 11-12 (2) Weaver 结构 12-13 1.2.3 零中频接收机(Zero-IF receiver) 13-16 (1) 本振信号泄漏(LO-Leakage) 14 (2) 直流漂移(dc-offset) 14-15 (3) 低频噪声(Flicker Noise) 15 (4) 偶次失真(Even-Order Distortion) 15-16 (5) I/Q 失配 16 1.3 小结 16-17 第二章 混频器理论 17-31 2.1 基本原理 17-21 2.2 主要性能指标 21-27 2.2.1 转换增益 21-22 2.2.2 线性度 22-24 2.2.3 噪声系数(NF Noise Figure) 24-26 2.2.4 隔离度 26-27 2.3 混频器的分类 27-30 2.3.1 双平衡无源混频器 28 2.3.2 亚采样混频器 28 2.3.3 二极管环形混频器 28-29 2.3.4 单端混频器 29-30 2.3.5 平衡混频器 30 2.4 小结 30-31 第三章 亚谐波混频器的设计 31-61 3.1 亚谐波混频器结构及原理 32-40 3.1.1 反平行双二极管混频器(Anti-Parallel Diode Pair Mixer) 32-33 3.1.2 MOS 管亚谐波混频结构 33-37 3.1.3 倍频器原理 37-40 3.2 亚谐波混频器的设计 40-61 3.2.1 多相滤波器设计 40-44 3.2.2 MOS 开关级电路设计 44-47 3.2.3 互导级电路设计 47-52 3.2.4 LO buffer 设计 52-55 3.2.5 LC-Tank 的设计考虑 55-56 3.2.6 亚谐波混频器改善直流漂移现象分析 56 3.2.7 最后设计考虑 56-61 第四章 整体电路仿真与性能分析 61-68 4.1 增益分析 61-62 4.2 线性度分析 62-63 4.3 噪声分析 63-64 4.4 隔离度分析 64-66 4.5 小结 66-68 第五章 总结与展望 68-70 5.1 总结 68-69 5.2 展望 69-70 参考文献 70-73 致谢 73
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 倍频器、分频器、变频器 > 变频器、混频器
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