本文關(guān)鍵詞： 低功耗 射頻前端電路 電流復(fù)用 電容交叉耦合 電流分流技術(shù)　出處：《東南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：無線射頻芯片是通信系統(tǒng)電路的核心組成模塊,它的性能直接決定整個(gè)通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。射頻接收前端電路作為無線射頻芯片接收鏈路的重要組成部分,它的功耗占據(jù)整個(gè)收發(fā)芯片功耗的30%-40%。因而研究降低射頻接收前端電路的功耗對降低整個(gè)收發(fā)芯片的功耗很有意義。論文主要設(shè)計(jì)工作在433MHz頻段FSK接收模式的低功耗射頻接收前端電路：低噪聲放大器和下變頻混頻器。論文分析了射頻前端電路的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,介紹了低噪聲放大器和混頻器的基本原理和主要性能參數(shù),比較了一些常用的經(jīng)典電路結(jié)構(gòu),結(jié)合系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)：在低噪聲放大器的設(shè)計(jì)中,為了避免使用直流負(fù)反饋電路,采用了將]PMOS晶體管層疊在NMOS晶體管之上的電流復(fù)用技術(shù),同時(shí)針對該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的偏置電路；改進(jìn)電容耦合結(jié)構(gòu),以增大低噪聲放大器的等效輸入跨導(dǎo),提高電路的噪聲性能；在混頻器的設(shè)計(jì)過程中,首先針對低噪聲放大器增益不足的現(xiàn)象,添加了一級放大電路,同時(shí)結(jié)合折疊設(shè)計(jì)方法,將該級放大電路與混頻器的跨導(dǎo)級設(shè)計(jì)在同一支路,構(gòu)成電流復(fù)用,達(dá)到降低功耗的目的；為了降低混頻器的噪聲系數(shù),采用電流分流技術(shù)以降低流經(jīng)開關(guān)管的電流；在混頻器的輸出端設(shè)計(jì)了電阻網(wǎng)絡(luò),控制電路的高低兩種增益模式�；赟MIC 0.18μm RFCMOS工藝設(shè)計(jì)了電路和版圖,并完成相應(yīng)的仿真。仿真結(jié)果顯示：在1.8V的電源電壓下,整個(gè)前端電路在高增益模式下可以提供49.7dB的增益,低增益模式為45.03dB,前端電路的噪聲系數(shù)約為6.75dB,三階輸入截?cái)帱c(diǎn)IIP3約為-19dBm,整個(gè)電路消耗2.42mA的電流。
[Abstract]:Radio frequency chip is the core module of communication system circuit, and its performance directly determines the communication quality of the whole communication system. The RF receiver front-end circuit is an important part of the radio frequency chip receiving link. Its power consumption accounts for 30% of the total transceiver power consumption. Therefore, it is very important to reduce the power consumption of the RF receiver front-end circuit. This paper mainly designs and works on the low power of FSK receiving mode at 433MHz band. The RF receiver front-end circuit: low noise amplifier and down-conversion mixer. The research status of RF front-end circuit at home and abroad is analyzed in this paper. This paper introduces the basic principle and main performance parameters of low noise amplifier and mixer, compares some classical circuit structures, and designs the corresponding circuit structure according to the requirements of the system: in the design of low noise amplifier, In order to avoid the use of DC negative feedback circuits, the current multiplexing technique of stacking] PMOS transistors on top of NMOS transistors is adopted, and a corresponding bias circuit is designed for this structure, and the capacitive coupling structure is improved. In order to increase the equivalent input transconductance of the LNA and improve the noise performance of the circuit, in the design process of the mixer, the first stage amplifier circuit is added and the folding design method is combined with the phenomenon that the gain of the LNA is insufficient. In order to reduce the noise coefficient of the mixer, the current shunt technique is adopted to reduce the current flow through the switch tube, in order to reduce the noise coefficient of the mixer, the cross-conductance of the amplifier and the mixer are designed in the same branch circuit to form current multiplexing to achieve the purpose of reducing power consumption. The resistive network and the high and low gain modes of the control circuit are designed at the output end of the mixer. Based on the SMIC 0.18 渭 m RFCMOS process, the circuit and layout are designed, and the corresponding simulation is completed. The simulation results show that: under the power supply voltage of 1.8 V, The whole front-end circuit can provide 49.7 dB gain in high gain mode. The low gain mode is 45.03 dB, the noise coefficient of front-end circuit is about 6.75 dB, and the third-order input truncation point IIP3 is about -19 dBm.The whole circuit consumes 2.42 Ma current.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN402

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本文編號：1550243