用于OFDM UWB系統(tǒng)中的中頻濾波器和可變增益放大器的研究設計.pdf

1、超寬帶(Ultra-WideBand,UWB)無線通信技術(shù)是一種高數(shù)據(jù)率、低功耗的短距離無線通信技術(shù),近年來成為國內(nèi)外研究的熱點之一。它可以實現(xiàn)最高480Mb/s,最低110Mb/s的數(shù)據(jù)率,是無線個人局域網(wǎng)(WirelessPersonalAreaNetworkWPAN)的解決方案之一。隨著CMOS工藝的發(fā)展,采用全CMOS工藝實現(xiàn)的單片集成射頻前端成為一種趨勢,可以滿足射頻芯片低成本和高性能的要求。
　　 本論文研究并設計了

2、應用于UWB射頻接收機中的CMOS中頻濾波器(Filter)和可變增益放大器(VariableGainAmplifier,VGA)。濾波器采用Gm-C雙二次結(jié)構(gòu)實現(xiàn),VGA采用跨導增強型源極負反饋結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。芯片采用Jazz0.18μm射頻工藝實現(xiàn),后仿真結(jié)果表明,Filter-VGA鏈路的各項性能指標能夠達到UWB接收系統(tǒng)的要求。
　　 論文首先從系統(tǒng)角度給出了本Filter-VGA的設計指標。從MB-OFDMUWB系統(tǒng)指標出發(fā)

3、,詳細推導了UWB系統(tǒng)Filter-VGA的線性度和噪聲系數(shù)要求。接著論文討論了常用的濾波器和VGA結(jié)構(gòu),分析了各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點,確定了應用于UWB系統(tǒng)的中頻濾波器和VGA的結(jié)構(gòu)選取。
　　 然后,按照設計濾波器的一般流程,設計了一個5階切比雪夫近似的Gm-C濾波器。Gm-C濾波器線性度受跨導放大器(OutputTransconductanceAmplifier,OTA)的限制,設計中OTA采用了偽差分結(jié)構(gòu)實現(xiàn),詳細分析了偽差分

4、結(jié)構(gòu)OTA的工作原理和線性度。采用此OTA設計了雙二次Gm-C低通濾波器單元,并分析了OTA的非理想因素對濾波器轉(zhuǎn)折頻率和品質(zhì)因數(shù)的影響。最后通過一階無源濾波器和兩級雙二次Gm-C低通濾波器實現(xiàn)了應用于UWB系統(tǒng)的中頻濾波器。
　　 在VGA的設計中,主要介紹了提高VGA帶寬的方法和增益控制的方法。由于開環(huán)應用的VGA可以實現(xiàn)高帶寬,但是線性度較差,文章對跨導增強型源極負反饋VGA的線性度做了詳盡的分析和設計。為了抑制直流失調(diào),