低噪声混频器设计应用

2017-08-04 10:02:42      点击:

   目前,无线通信设备正朝着低电压、低功耗、低噪声和高线性度的趋势发展。混频器作为收发机中的关键模块之一,对通信设备的上述性能产生直接的影响。随着微电子工艺的发展,CMOS器件的栅长进一步缩小,MOS器件的过驱动电压也进一步降低,这就为设计低压低功耗的射频电路提供了可能,但是依靠减小MOS器件的栅长降低工作电压是有限的。因此,电路设计者把更多的注意力集中到电路拓扑结构上,使设计具有低压结构的射频电路成为了热门课题。

 

  该低噪声混频器设计基于SMIC0.18μm标准CMOS工艺,用AdvancedDesignSySTem软件进行电路设计与仿真。电源电压1.2V;RF频率为2.5GHz,功率为-30dbm;LO频率为2.6GHz,本振信号的电压摆幅VLO=600mVpp
 

  传统的混频器由跨导级、开关级、负载级堆叠组成,其结构自下而上分别为跨导级、开关级、负载级。这种结构中,所有的直流电流都流经跨导级、开关级和负载级,跨导级与开关级电路都需要一个开启电压(VON),负载级也会有一定的电压降(VRL),因此,电源电压的最小值Vddmin=2Von+VRL。如果采用低电源电压,这种结构不能保证所有的管子都工作在饱和区。也就是说,Gilbert混频器不能满足低电压的要求,需要对其做出改进,如:文献[2-3]提出省去尾电流管来减小电源电压,文献[4-11]用折叠结构代替堆叠结构来解决上述问题。

 

  折叠结构增加了两个射频中断电路和一个耦合电容。这样对直流通道来说,跨导级与开关级、负载级的直流电路分开,两条支路相互独立,互不影响。电源电压只需提供相当于一个开启电压(Von)的值就能使跨导管与开关管都工作在各自的饱和区,即电源电压的最小值Vddmin=Von+VRL。达到了低电源电压的目的。但是,射频中断电路一般用LC谐振网络实现,电感的使用增加了电路的版图面积和噪声。本文设计了一种新的折叠结构混频器,电路不使用具有大电感的LC谐振电路,工作于1.2V电压时,得到了低电压、低功耗、低噪声和高线性度的性能。

 

  由于流经开关级与负载级的电流很小,这样一方面使得开关管产生的闪烁噪声减小,另一方面负载电阻RL值可以适当加大,从而提高了混频器的转换增益。所以该电路既满足了低电压的要求,又能保证混频器在低电源电压下有良好的性能。

售前QQ客服
点击这里给我发消息
售后QQ客服
点击这里给我发消息
售前旺旺客服
点这里给我发消息
售后旺旺客服
点这里给我发消息