基于SiGe工藝的超寬帶I-Q解調(diào)器設(shè)計(jì).pdf

1、近年來，無線通信得到了顯著的發(fā)展，高性能的無線通信產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在軍事和民用領(lǐng)域，影響著人們生活的方方面面。在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用要求現(xiàn)代無線通信接收系統(tǒng)不僅具有高靈敏度、高線性度的性能，而且對其寬帶化的要求也日益提高。超寬帶技術(shù)能夠提供高速率、低功耗和低成本的短距離無線鏈路，在短距離無線通信領(lǐng)域具有巨大的潛力。由于其發(fā)射功率低，能與當(dāng)前的無線通信系統(tǒng)共存，因而可以緩解日趨緊張的頻帶資源需求。
　　為了實(shí)現(xiàn)超寬帶接收系統(tǒng)的整體要求，其

2、關(guān)鍵模塊正交解調(diào)器的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，本論文詳細(xì)設(shè)計(jì)了一款基于SiGe工藝的超寬帶I/Q正交解調(diào)器。首先介紹了SiGe工藝的特點(diǎn)以及選擇此工藝的原因，然后分析了鏡像抑制原理，詳細(xì)介紹I/Q正交信號產(chǎn)生電路，給出了信號幅度與相位失配的優(yōu)化方法，本設(shè)計(jì)采用的多項(xiàng)濾波器電路實(shí)現(xiàn)正交信號幅度誤差小于0.1dB，相位誤差小于0.7°。混頻器采用經(jīng)典的Gilbert單元電路，詳細(xì)介紹了電路的轉(zhuǎn)換增益、噪聲系數(shù)、線性度、端口隔離度和阻抗匹配等參數(shù)的仿真方

3、法與優(yōu)化分析。另外對其它的單元電路做了原理分析與參數(shù)仿真。最后給出了整體電路的版圖設(shè)計(jì)，介紹了布局布線原則、匹配和對稱性設(shè)計(jì)思想。
　　該解調(diào)器電路包括射頻V/I轉(zhuǎn)換電路、Gilbert混頻電路、中頻緩沖電路，偏置電流電路，并且內(nèi)部集成了高性能I/Q正交信號產(chǎn)生電路。該解調(diào)器設(shè)計(jì)了使能端ENBL，從而降低電路的工作功耗。同時(shí)可以通過電流調(diào)控引腳分別與電源或者地連接，對芯片工作電流進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)線性度和噪聲系數(shù)的折中。該電路最終

4、實(shí)現(xiàn)射頻、本振端口工作在0.4-4GHz范圍內(nèi)。當(dāng)工作頻率為900MHz時(shí)，轉(zhuǎn)換增益為6.9dB，噪聲系數(shù)為12dB，輸入三階交調(diào)截點(diǎn)為23dBm，1dB壓縮點(diǎn)輸入功率為4dBm。由于要實(shí)現(xiàn)超寬帶接收系統(tǒng)的單片集成，考慮到工藝兼容性，本次設(shè)計(jì)選擇TSMC的0.35μm SiGe BiCMOS工藝。
　　本次設(shè)計(jì)的超寬帶正交解調(diào)器利用Cadence SpectreRF軟件進(jìn)行電路仿真和優(yōu)化，Virtuoso工具完成版圖設(shè)計(jì)和前后仿真