射頻芯片中模擬基帶電路的研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)寬帶射頻芯片是限制無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，尤其是隨著器件工藝的發(fā)展，晶體管的尺寸越來(lái)越小，進(jìn)而伴隨著電源電壓也越來(lái)越低，還有消費(fèi)者對(duì)于電子產(chǎn)品功耗低、性能高、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、體積小等的要求，對(duì)射頻芯片的設(shè)計(jì)提出了更新更高的要求。因此，研發(fā)低功耗、高性能的射頻芯片是國(guó)內(nèi)外電子設(shè)計(jì)者的首要任務(wù)。
　　本論文深入研究了低電壓下基于直接變頻結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)射頻芯片中幾個(gè)關(guān)鍵的模擬基帶電路的解決方案，主要電路包括:低通濾波器、可變?cè)鲆娣糯笃?/p>

2、、直流失調(diào)電路和電池電子設(shè)備不可或缺的模塊-低壓降線(xiàn)性調(diào)節(jié)器。針對(duì)這些模塊提出了相關(guān)技術(shù)難點(diǎn)的解決方法并通過(guò)流片和芯片測(cè)試驗(yàn)證了相關(guān)理論和設(shè)計(jì)方法。論文的主要內(nèi)容如下:
　　1.設(shè)計(jì)了三款應(yīng)用于無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)發(fā)射機(jī)的跨導(dǎo)-電容低通濾波器。濾波器分別采用跨導(dǎo)線(xiàn)性化技術(shù)、雙跨導(dǎo)抵消消除非線(xiàn)性技術(shù)和跨導(dǎo)線(xiàn)性環(huán)技術(shù)，并帶有相應(yīng)的自動(dòng)頻率調(diào)諧電路，在低電壓下，三款濾波器消耗電流分別為3.36mA、3.8mA、3.76mA，線(xiàn)性度測(cè)試結(jié)果分別為9

3、.5dBm、8.4dBm、13.46dBm，頻率校正后濾波器的截止頻率誤差限制在3％以?xún)?nèi)。
　　2.設(shè)計(jì)了兩種基帶可變?cè)鲆娣糯笃?連續(xù)可變?cè)鲆娣糯笃骱碗x散可變?cè)鲆娣糯笃?。連續(xù)可變?cè)鲆娣糯笃骰?.35μm SiGe-BiCMOS工藝，采用一種新穎的與電流無(wú)關(guān)的跨導(dǎo)的可變?cè)鲆娣糯笃鹘Y(jié)構(gòu)，使得增益為3dB時(shí)線(xiàn)性度提高到30.5dBv，電流損耗為13mA，電源電壓為3.3V。并詳細(xì)的分析了溫度補(bǔ)償和對(duì)數(shù)域線(xiàn)性補(bǔ)償原理，溫度補(bǔ)償和對(duì)數(shù)域增

4、益線(xiàn)性補(bǔ)償電路在0℃到100℃的溫度變化范圍內(nèi)，增益線(xiàn)性偏差低于±0.5dB，其可變?cè)鲆娣秶鸀?6dB(-10dB～6dB)。離散可變?cè)鲆娣糯笃鞑捎没谶\(yùn)放的閉環(huán)結(jié)構(gòu)提供-9dB～-7dB的增益變化，單運(yùn)放實(shí)現(xiàn)雙端轉(zhuǎn)單端功能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在1.2V電源電壓下僅消耗0.3mA的電流，線(xiàn)性度高達(dá)32.5dBm。
　　3.針對(duì)直接變頻結(jié)構(gòu)的固有的直流失調(diào)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種新穎的直流失調(diào)消除(DCOC)電路。該電路采用混合信號(hào)消除直流失調(diào)的方

5、式，避免了傳統(tǒng)模擬直流失調(diào)系統(tǒng)環(huán)路中環(huán)路響應(yīng)速度與高通帶寬之間的折中問(wèn)題，建立時(shí)間小于200μs，實(shí)測(cè)差分剩余直流誤差小于38mV。由1.2V電源供電時(shí)僅消耗196μA電流。
　　4.設(shè)計(jì)了兩種電池供電芯片系統(tǒng)關(guān)鍵電路模塊——低壓將線(xiàn)性調(diào)節(jié)器(LDO)。它們分別采用超級(jí)源跟隨器和低輸出阻抗兩種不同的緩沖放大器(buffer)結(jié)構(gòu)和補(bǔ)償方法，來(lái)確保環(huán)路負(fù)載電流范圍內(nèi)相位裕度都大于40deg，并提出一種新穎的過(guò)流保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)電路，過(guò)