硅基微波毫米波衰減與限幅放大集成電路研究
發(fā)布時(shí)間：2021-07-08 12:45
隨著現(xiàn)代通信技術(shù)及半導(dǎo)體工藝的發(fā)展,集成電路的研究顯得越發(fā)重要。作為幅度控制電路,衰減器和放大器在通信系統(tǒng)中均有著廣泛的運(yùn)用。數(shù)字衰減器是有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)收發(fā)組件中的重要組成部分,并與數(shù)字移相器一起控制著雷達(dá)波束的大小和方向,因此研究數(shù)字衰減器并提高其性能對(duì)有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)有著重要的意義。而限幅放大器可運(yùn)用在太赫茲接收機(jī)中,通常利用其對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和限幅,從而完成對(duì)信號(hào)的整形和保護(hù),以便驅(qū)動(dòng)后級(jí)電路正常工作。本論文分成兩個(gè)模塊:分別是數(shù)字衰減集成電路和限幅放大集成電路。其中數(shù)字衰減集成電路部分包含兩個(gè)子設(shè)計(jì)分別是Ku波段六位數(shù)字衰減器以及DC70GHz的超寬帶五位數(shù)字衰減器。Ku波段六位數(shù)字衰減器,基于IBM 0.35μm的SiGe BiCMOS工藝進(jìn)行設(shè)計(jì),工作在1418GHz頻段內(nèi),有六個(gè)不同的衰減單元構(gòu)成,其衰減動(dòng)態(tài)范圍031.5dB,衰減步進(jìn)0.5dB。該數(shù)字衰減器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于:減小芯片面積,進(jìn)行高精度衰減的同時(shí)保持較低的相對(duì)附加相移和插入損耗,因此在拓?fù)渖线x擇了開(kāi)關(guān)內(nèi)嵌式結(jié)構(gòu)來(lái)減小芯片面積,采用帶有電感校...
【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
有源相控陣系統(tǒng)的T/R組件框圖
由于輸入信號(hào)碼型不同而導(dǎo)致的時(shí)鐘信號(hào)幅度的變化；第三，可用作數(shù)據(jù)和時(shí)鐘處理電路的輸入、輸出緩沖[6]。當(dāng)限幅放大器作為太赫茲接收機(jī)中的整形放大模塊時(shí)，必須具有寬頻帶、高增益、高速率等特性來(lái)滿足接收機(jī)的整體性能要求，因此研究如何提高限幅放大器的增益，并拓展其工作頻帶成為了限幅放大器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)[7]。1.2 數(shù)字衰減器和限幅放大器的國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀面對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)高性能、高集成度、小型化的需求，數(shù)字衰減器整體性能指標(biāo)朝著低插入損耗，低相對(duì)附加相移以及高衰減精度的方向發(fā)展。限幅放大器整體性能指標(biāo)朝著寬頻帶，高帶寬，高增益，低噪聲，低功耗的方向發(fā)展[8-9]。2007 年，Byung-Wook Min 等人設(shè)計(jì)了一款 10~50GHz CMOS 分布式步進(jìn)衰減器。該衰減器電路采用了 nMOS 管作為可變電阻控制衰減量，LC 等效傳輸線來(lái)提升帶寬。電路的最大衰減動(dòng)態(tài)范圍為 11dB，衰減步進(jìn)為 0.9dB，共 13 種衰減狀態(tài)。在 DC~50GHz 頻帶內(nèi)，相位均方根誤差小于 3°，在 20GHz 的輸入 P1dB 為5dBm, 芯片不包含 pad 的面積為 0.2*0.75mm2[10]。該分布式衰減器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與芯片實(shí)物圖如圖 1-2 所示。
第一章 緒論進(jìn)為 0.5dB（共 64 種衰減狀態(tài)）。在 8~12GHz 對(duì)應(yīng)的幅度均方根誤差（RMS）小于 0.4dB，相位均方根誤差小于 2°。在 10GHz 處的插入損耗為 10.5dB，1dB 壓縮點(diǎn)為 13dBm，總的芯片尺寸為 1.25*0.4mm2，不包含 pad 的面積為 0.67*0.5mm2[11]。該數(shù)字衰減器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與芯片實(shí)物圖如圖 1-3 所示。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]0.18μm CMOS 10Gb/s光接收機(jī)限幅放大器[J]. 金杰,馮軍,盛志偉,王志功. 電子學(xué)報(bào). 2004(08)
博士論文
[1]10Gb/s單片OEIC光接收機(jī)及限幅放大器的研制[D]. 范超.電子科技大學(xué) 2009
碩士論文
[1]片上傳輸線模型與GaN HEMT小信號(hào)模型研究[D]. 姚翠翠.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[2]基于BiCMOS工藝的分布式衰減器研究和設(shè)計(jì)[D]. 李紅云.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]超寬帶低相移五位數(shù)控衰減器的研究和設(shè)計(jì)[D]. 李宇昂.西安電子科技大學(xué) 2013
[4]基于0.18um CMOS RF工藝的寬帶限幅放大器設(shè)計(jì)[D]. 王偉明.廈門(mén)大學(xué) 2009
本文編號(hào)：3271595
【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
有源相控陣系統(tǒng)的T/R組件框圖
由于輸入信號(hào)碼型不同而導(dǎo)致的時(shí)鐘信號(hào)幅度的變化；第三，可用作數(shù)據(jù)和時(shí)鐘處理電路的輸入、輸出緩沖[6]。當(dāng)限幅放大器作為太赫茲接收機(jī)中的整形放大模塊時(shí)，必須具有寬頻帶、高增益、高速率等特性來(lái)滿足接收機(jī)的整體性能要求，因此研究如何提高限幅放大器的增益，并拓展其工作頻帶成為了限幅放大器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)[7]。1.2 數(shù)字衰減器和限幅放大器的國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀面對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)高性能、高集成度、小型化的需求，數(shù)字衰減器整體性能指標(biāo)朝著低插入損耗，低相對(duì)附加相移以及高衰減精度的方向發(fā)展。限幅放大器整體性能指標(biāo)朝著寬頻帶，高帶寬，高增益，低噪聲，低功耗的方向發(fā)展[8-9]。2007 年，Byung-Wook Min 等人設(shè)計(jì)了一款 10~50GHz CMOS 分布式步進(jìn)衰減器。該衰減器電路采用了 nMOS 管作為可變電阻控制衰減量，LC 等效傳輸線來(lái)提升帶寬。電路的最大衰減動(dòng)態(tài)范圍為 11dB，衰減步進(jìn)為 0.9dB，共 13 種衰減狀態(tài)。在 DC~50GHz 頻帶內(nèi)，相位均方根誤差小于 3°，在 20GHz 的輸入 P1dB 為5dBm, 芯片不包含 pad 的面積為 0.2*0.75mm2[10]。該分布式衰減器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與芯片實(shí)物圖如圖 1-2 所示。
第一章 緒論進(jìn)為 0.5dB（共 64 種衰減狀態(tài)）。在 8~12GHz 對(duì)應(yīng)的幅度均方根誤差（RMS）小于 0.4dB，相位均方根誤差小于 2°。在 10GHz 處的插入損耗為 10.5dB，1dB 壓縮點(diǎn)為 13dBm，總的芯片尺寸為 1.25*0.4mm2，不包含 pad 的面積為 0.67*0.5mm2[11]。該數(shù)字衰減器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與芯片實(shí)物圖如圖 1-3 所示。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]0.18μm CMOS 10Gb/s光接收機(jī)限幅放大器[J]. 金杰,馮軍,盛志偉,王志功. 電子學(xué)報(bào). 2004(08)
博士論文
[1]10Gb/s單片OEIC光接收機(jī)及限幅放大器的研制[D]. 范超.電子科技大學(xué) 2009
碩士論文
[1]片上傳輸線模型與GaN HEMT小信號(hào)模型研究[D]. 姚翠翠.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015
[2]基于BiCMOS工藝的分布式衰減器研究和設(shè)計(jì)[D]. 李紅云.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]超寬帶低相移五位數(shù)控衰減器的研究和設(shè)計(jì)[D]. 李宇昂.西安電子科技大學(xué) 2013
[4]基于0.18um CMOS RF工藝的寬帶限幅放大器設(shè)計(jì)[D]. 王偉明.廈門(mén)大學(xué) 2009
本文編號(hào)：3271595
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3271595.html
最近更新
教材專著
