電流模式超寬帶接收機(jī)中低噪聲放大器和混頻器的研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著無(wú)線通信技術(shù)極為迅速的發(fā)展，設(shè)計(jì)出低電壓、低功耗的前端模擬射頻電路顯得極為重要。但目前大多數(shù)電路都采用電壓模式設(shè)計(jì)，由于要在電路內(nèi)部設(shè)置高阻抗節(jié)點(diǎn)，因此使電路設(shè)計(jì)更加復(fù)雜，不利于電壓、功耗的降低；而電流模式電路采用電流作為信號(hào)變量，不必進(jìn)行電壓電流轉(zhuǎn)換，可以獲得更好的性能。近幾年提出的電流模式電路多拘泥于窄帶形式，而20世紀(jì)90年代以后，超寬帶(Ultra Wide Band，UWB)技術(shù)因其高速率、低功耗等原因蓬勃發(fā)展。因

2、此，本文將電流模式技術(shù)應(yīng)用到超寬帶電路設(shè)計(jì)中，更加符合無(wú)線通信的發(fā)展趨勢(shì)。
　　 本文重點(diǎn)研究射頻接收機(jī)前端關(guān)鍵器件中的低噪聲放大器與混頻器，根據(jù)二者的工作原理與技術(shù)參數(shù)，提出了三個(gè)電路。具體工作如下：
　　 (1)提出一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲很低的3～5GHz的電流模式低噪聲放大器。該電路采用差分輸入、差分輸出結(jié)構(gòu)。輸入匹配利用共柵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，共柵管輸出的電流信號(hào)經(jīng)由電流鏡進(jìn)行放大。為了進(jìn)一步降低噪聲，共柵管采用電容交叉耦合方

3、式。電路仿真結(jié)果表明，在1.2V的電壓下，輸入反射系數(shù)S11小于-11dB，最高增益達(dá)到15.9dB，最小噪聲系數(shù)僅為1.78dB，功耗為12.4mW，因此本電路結(jié)構(gòu)具有低功耗、低噪聲的優(yōu)點(diǎn)。
　　 (2)提出一個(gè)低電壓高增益的3～5GHz電流模式低噪聲放大器，電路同樣采用共柵結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)輸入匹配，圍繞共柵管的耦合電感可以改變等效跨導(dǎo)的大小，從而降低噪聲。第二級(jí)采用共源放大結(jié)構(gòu)，完成增益放大并且為混頻器提供輸入電流。兩級(jí)之間采用級(jí)間

4、電感補(bǔ)償高頻增益。電路仿真結(jié)果表明，在0.8V的電壓下，輸入反射系數(shù)S11小于-8.9dB，最高增益達(dá)到19.1dB，最小噪聲系數(shù)為2.596dB，功耗為11.0mW，因此本電路結(jié)構(gòu)具有低電壓、低功耗、低噪聲的優(yōu)點(diǎn)。
　　 (3)提出一個(gè)3～5GHz的電流模式下混頻器。射頻信號(hào)直接以電流的形式注入到混頻器的開(kāi)關(guān)級(jí)，采用電感與電阻串聯(lián)的方式作為負(fù)載。電路仿真結(jié)果表明，在1.2V的電壓下，該電路最高轉(zhuǎn)換增益達(dá)到6.9dB，最大雙邊帶