[毕业设计] 射频微波集成电路中混频器的设计 [复制链接]

资料简介：
　　毕业设计 射频微波集成电路中混频器的设计，共52页，25755字
　　
摘要
　　
随着GNSS（Global Navigation Satellite System）的不断发展和中国北斗二代卫星导航系统的加快建设，卫星导航定位系统在各领域的应用将更加广泛和深入，更低功耗、更低噪声、更低成本的卫星接收芯片已成为当前研究的热点。SiGe HBT集成工艺由于在成本、兼容性compatibility和高频特性等方面的突出表现，尤其适用于无线射频和高速电路集成电路应用，因而逐渐被人们所重视。
　　
本文基于0.5µm SiGe HBT工艺，利用安捷伦公司的ADS仿真软件，设计了三款应用于GNSS接收机射频前端的Gilbert混频器芯片，我们分别依次命名为混频器Ⅰ、混频器Ⅱ和混频器Ⅲ。它们的工作电压都为3.3V，中频输出口外接负载为800欧姆。混频器Ⅰ为宽带低噪声混频器，具有芯片面积小，噪声系数低的特点。通过优化设计，在频率从1GHz~1.6GHz的范围内，获得了超过15dB的转换增益，以及4dB的噪声系数,输入1dB增益压缩点（P-1dB）为-17dBm，功耗为29mW。混频器Ⅱ利用片内圆形螺旋电感作为射极负反馈，并对射频端口进行匹配设计，最终获得较高的线性度：P-1dB达到-11dBm，输入三阶交调截点IP3in为-0.65dBm，同时获得较好的噪声性能，NF为4.7dB，转换增益为10dB,功耗为28mW。混频器Ⅲ在混频器Ⅱ的基础上，将开关管级差分对管的输出端用连接线接到片外电感，与片内的电容组成带通滤波器作为混频器的负载，实现了增益的可调，并获得了较高的谐波抑制能力和较低的功耗（18mW），输出中频频谱很好。混频器的NF为4.6dB，增益为10dB,输入1dB压缩点为-11dBm。
　　
设计完成后，利用针对混频器的优良指数FOM对这三个混频器进行了综合性能的比较，给出了比较结果和结论。
　　
最后，利用Cadence公司的Virtuoso 工具对三款混频器进行了版图的优化设计，并最终进行了MPW(多项目晶圆)流片，三款混频器的尺寸分别为460μm×398μm(I)、641μm×500μm(Ⅱ)和697μm×490μm(Ⅲ)。
　　
关键字：SiGe HBT，混频器，低噪声，Gilbert
　　

　　
目录
　　
第一章绪论    1
　　
§1.1 SiGe HBT集成电路的发展历程及应用    1
　　
§1.2 选题目的和意义    2
　　
§1.3本文的内容安排    2
　　
第二章 射频接收机前端的基本结构    4
　　
§2.1超外差结构接收机    4
　　
§2.2零中频接收机    5
　　
§2.3镜频抑制接收方案    6
　　
§2.4本文接收机射频前端方案    7
　　
§2.5本章小结    7
　　
第三章 SiGe HBT工艺中的仿真模型    8
　　
§3.1电阻    8
　　
§3.2电容    8
　　
§3.3电感    9
　　
§3.4 SiGe HBT    11
　　
3.4.1 SiGe HBT器件的基本原理    11
　　
3.4.2 SiGe HBT的直流特性    12
　　
3.4.3 SiGe HBT的交流特性    12
　　
3.4.5 SiGe HBT的工艺结构    14
　　
§3.5 本章小结    14
　　
第四章 混频器的原理分析    15
　　
§4.1混频器的分类    15
　　
4.1.1利用器件的非线性实现的混频电路    15
　　
4.1.2 利用开关特性实现混频    16
　　
§4.2单平衡混频器    17
　　
§4.3双平衡混频器    18
　　
§4.4 混频器的指标及设计分析    20
　　
4.4.1 转换增益    20
　　
4.4.2噪声系数    21
　　
4.4.3 线性度    21
　　
4.4.4隔离度    22
　　
4.4.5功耗    22
　　
§4.5本章小结    22
　　
第五章 GNSS混频器的设计与仿真    23
　　
§5.1宽带低噪声混频器Ⅰ的设计    23
　　
5.1.1基本结构的选择    23
　　
5.1.2 设计指标    23
　　
5.1.3 核心电路分析和晶体管的选择    24
　　
5.1.4偏置电路的设计    26
　　
5.1.5混频器的整体设计与分析    28
　　
5.1.6仿真结果与分析    30
　　
§5.2低噪声高线性度线性混频器Ⅱ的设计    34
　　
5.2.1线性分析    34
　　
5.2.1集成螺旋电感的设计    35
　　
5.2.3电路的整体设计    35
　　
§5.3抑制谐波可变增益混频器Ⅲ的设计    39
　　
§5.4 三个混频器的综合比较    42
　　
§5.5本章小结    42
　　
第六章 版图的设计与实现    43
　　
第七章 结论    47
　　
参考文献    47
　　
致谢    51

资料文件预览：
共1文件夹，1个文件，文件总大小：1.84MB，压缩后大小：1.34MB

• 毕业设计-射频微波集成电路中混频器的设计
• S_电磁场与微波技术__射频微波集成电路中混频器的设计.doc  [1.84MB]