OFDM超寬帶射頻收發(fā)器設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題及單芯片實(shí)現(xiàn).pdf

1、近幾年在短距離無(wú)線通信領(lǐng)域，超寬帶(Ultra-wideband，UWB)技術(shù)作為一種新型無(wú)線傳輸技術(shù)，在10米距離內(nèi)能獲得480Mb/s甚至更高的數(shù)據(jù)傳輸率，吸引了廣泛關(guān)注和重視，被認(rèn)為是未來(lái)短距離無(wú)線通信重要發(fā)展方向之一。本論文主要研究多載波正交頻分復(fù)用(MultiBand OFDM，MB-OFDM)超寬帶前三個(gè)頻帶(3.1-4.8GHz)的超寬帶射頻收發(fā)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題，并對(duì)其中關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，最終使用CMOS工

2、藝實(shí)現(xiàn)收發(fā)器單芯片集成與測(cè)試。
　　 首先，從系統(tǒng)角度，結(jié)合MB-OFDM UWB技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于直接變頻方式的射頻收發(fā)器架構(gòu)。針對(duì)系統(tǒng)中的偶次諧波失真、正交(In-Phase/Quartuture，I/Q)失配、直流失配及載波泄漏分別提出了解決方案。通過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成了接收器各個(gè)電路模塊具體設(shè)計(jì)指標(biāo)的優(yōu)化與分配，從而指導(dǎo)電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以滿足系統(tǒng)的要求。
　　 如何保證射頻信號(hào)在帶內(nèi)保持性能一致的調(diào)制發(fā)射與接收解

3、調(diào)是電路設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。因而在發(fā)射器電路設(shè)計(jì)中，通過(guò)上變頻調(diào)制器(Modulator)與可編程增益放大器(PGA)的諧振點(diǎn)不同來(lái)調(diào)諧增益在帶內(nèi)的平坦度。由于發(fā)射器的載波泄漏會(huì)對(duì)線性度造成影響，論文提出了使用7位電流型DAC來(lái)校正上調(diào)制器的輸出直流失調(diào)來(lái)提高載波抑制。另外使用了電阻負(fù)反饋的線性化跨導(dǎo)和電流鏡技術(shù)解決了低電壓下高線性度的問(wèn)題。在接收器前端，提出了一種輸入共源管電流復(fù)用與柵極電感相結(jié)合的電阻負(fù)反饋方式的低噪聲放大器(Low Noi

4、se Amplifier，LNA)。在一定增益與噪聲性能要求下，該LNA降低了功耗和芯片面積；同時(shí)柵極電感能夠拓展高頻增益帶寬，并且能進(jìn)一步優(yōu)化輸入匹配；在與壓焊腳(PAD)上附加的靜電泄放電路(ESD)和鍵合線電感(Bonding Inductor)協(xié)同設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成了LNA與混頻器的級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)。
　　 考慮了射頻系統(tǒng)集成中包括版圖布局、電路模塊隔離等關(guān)鍵問(wèn)題，使用Jazz0.18umRF CMOS工藝完成了收發(fā)器電路的單芯片