SiGe工藝微波混頻器和中頻放大器研究及設(shè)計(jì).pdf

1、無(wú)線通信系統(tǒng)的核心部分包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。經(jīng)典接收機(jī)系統(tǒng)一般由天線、鏡像濾波器、低噪聲放大器、混頻器、中頻放大器等部分組成。本文主要研究接收機(jī)系統(tǒng)中的混頻器和中頻放大器。討論了這兩種電路的功耗、增益、噪聲、線性度等一些關(guān)鍵指標(biāo)以及一些提高電路性能的方案。使用IHP(Innovations for High Performance Microelectronics)0.25μm SiGe工藝設(shè)計(jì)了兩種混頻器電路，并且使用AMS(Austr

2、ia Micro-Systems)0.35um SiGe工藝設(shè)計(jì)了一種中頻放大器電路。 接收機(jī)中的混頻器用于實(shí)現(xiàn)下變頻，即由射頻信號(hào)和本振信號(hào)產(chǎn)生中頻信號(hào)。常見的混頻器電路一般可以分為有源(Gilbert)和無(wú)源(passive)兩種結(jié)構(gòu)。本文同時(shí)設(shè)計(jì)了這兩種結(jié)構(gòu)的混頻器，用于實(shí)現(xiàn)相同的電路功能，并且進(jìn)行了比較和對(duì)照。結(jié)果表明，有源結(jié)構(gòu)通常表現(xiàn)出可觀的轉(zhuǎn)換增益和良好的噪聲性能，但是由于雙極型器件本身性能的限制，有源混頻器的線性度

3、表現(xiàn)比較一般，同時(shí)，有源結(jié)構(gòu)的功耗也比無(wú)源結(jié)構(gòu)大。另一方面，無(wú)源混頻器不產(chǎn)生轉(zhuǎn)換增益，但是具有比較出色的線性度和相對(duì)低的功耗，同時(shí)，由于無(wú)源混頻器多由MOS器件組成，電路的噪聲表現(xiàn)欠佳。兩種電路均使用IHP 0.25μm SiGe BiCMOS工藝設(shè)計(jì)，主要指標(biāo)良好，并且有各自的突出優(yōu)點(diǎn)。 中頻放大器一般用于實(shí)現(xiàn)足夠的中頻增益?？紤]到無(wú)線信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍，有時(shí)還需要具有自動(dòng)增益控制功能。本文設(shè)計(jì)了一種具有自動(dòng)增益控制功能的中頻放大

4、器，應(yīng)用于數(shù)字中頻系統(tǒng)中，能夠?qū)?dòng)態(tài)變化的中頻信號(hào)放大為峰峰值固定的電壓信號(hào)，供后級(jí)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換和處理。設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)一個(gè)性能良好的自動(dòng)增益控制環(huán)路，得到幅值精確的固定輸出，并且能夠有效驅(qū)動(dòng)后級(jí)電路。電路使用AMS 0.35μm SiGe BiCMOS工藝設(shè)計(jì)，該工藝能提供性能良好的射頻器件。本文設(shè)計(jì)的中頻放大器和同種工藝實(shí)現(xiàn)的低噪聲放大器、混頻器已經(jīng)被集成到一起，實(shí)現(xiàn)了單片接收機(jī)前端，應(yīng)用于高性能雷達(dá)系統(tǒng)中。 本文