電流模式上混頻器和功率放大器的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，無繩電話、對講機、數(shù)字蜂窩電話等個人通信系統(tǒng)以及數(shù)字廣播電視、無線互聯(lián)網(wǎng)接入、全球定位系統(tǒng)得到廣泛的應(yīng)用。與之相適應(yīng)，市場對低成本、低功耗、低電壓的無線通信系統(tǒng)的需求也越來越大，未來的發(fā)展趨勢是將射頻電路與數(shù)字基帶電路集成在一個芯片上，實現(xiàn)片上系統(tǒng)。但射頻電路和數(shù)字基帶電路工作電壓和功耗的不一致，成為無線通信系統(tǒng)單片集成的一大瓶頸。
　　 近年來，出現(xiàn)了一種以電流為信號變量的電路-電流模式電路。相對于

2、傳統(tǒng)的電壓模式電路，電流模式電路具有其獨到的優(yōu)越性，比如低電壓、低功耗、頻帶寬、動態(tài)范圍大等。因此，它能夠很好的解決上述瓶頸，并在射頻集成電路設(shè)計中得到越來越多的應(yīng)用。
　　 射頻發(fā)射機介于數(shù)字基帶電路和天線之間，其好壞將直接影響著整個無線通信系統(tǒng)的性能。本文采用電流模式的設(shè)計方法設(shè)計出射頻發(fā)射機中的關(guān)鍵模塊，為實現(xiàn)電流模式射頻發(fā)射機打下了基礎(chǔ)。具體工作及創(chuàng)新如下：
　　 (1)提出了一種2.4GHz的高線性度電流模式上

3、混頻器，該上混頻器以改進(jìn)的電流鏡代替?zhèn)鹘y(tǒng)Gilbert混頻器中的輸入跨導(dǎo)級，省去了尾電流管，并采用了電流注入技術(shù)。仿真結(jié)果表明，在1.2V的工作電壓下，該混頻器具有良好的隔離度，三階輸入互調(diào)截止點(ⅡP3)為12.03dBm，轉(zhuǎn)換增益為5dB，噪聲系數(shù)為16.8dB，功耗為3.8mW。
　　 (2)提出了一種2.4GHz的高效率電流模式功率放大器，該功率放大器由兩級電路構(gòu)成，第一級是電流鏡構(gòu)成的驅(qū)動放大級，能接收電流形式的輸入信

4、號，并對該電流信號進(jìn)行放大，屬于電流模式A類放大器；第二級為功率輸出級，屬于電流模式D類放大器，具有較高的輸出功率和效率。仿真結(jié)果表明，在3V的工作電壓下，該功率放大器的最大附加效率(PAE)為33.5％，最大輸出功率為23.6dbm，對應(yīng)的功率增益為23.6dB，輸入輸出匹配S11和S22均小于-10dB。
　　 以上兩個模塊的設(shè)計均采用Chartered0.18μm RF CMOS工藝，使用Cadence軟件完成了電路驗證、