GNSS系統(tǒng)中鏡像抑制混頻器的設(shè)計
發(fā)布時間:2021-08-15 00:56
隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在我們?nèi)粘I钪械膽?yīng)用越發(fā)廣泛,人們對衛(wèi)星導(dǎo)航接收機射頻前端芯片的性能要求越來越高。在射頻前端芯片設(shè)計中,鏡像干擾信號難消除一直是困擾廣大電路設(shè)計者的一個難題。針對這一現(xiàn)象,本文設(shè)計了一款基于Hartely結(jié)構(gòu)的鏡像抑制混頻器,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的混頻核心單元與無源多相濾波器協(xié)同作用實現(xiàn)了對鏡像干擾信號的良好抑制。本文首先介紹了當(dāng)下全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)以及其中的射頻接收芯片中混頻器模塊的發(fā)展現(xiàn)狀。然后分別介紹了幾種接收機結(jié)構(gòu)和鏡像抑制結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上詳細介紹了工程中常用混頻器的基本原理、指標(biāo)和分類。根據(jù)此次鏡像抑制功能實現(xiàn)的高要求,本文設(shè)計了一款高鏡像抑制比、高轉(zhuǎn)換增益、單邊帶噪聲系數(shù)和線性度指標(biāo)良好的鏡像抑制混頻器。整個鏡像抑制混頻器由緩沖電路模塊、混頻核心單元模塊、無源多相濾波器模塊、求和電路模塊以及偏置電路模塊組成。其中混頻核心單元的跨導(dǎo)級采用了共射頻輸入結(jié)構(gòu),通過提升電路整體結(jié)構(gòu)的匹配度來實現(xiàn)鏡像抑制效果的優(yōu)化,并在整體結(jié)構(gòu)中加入了大量控制開關(guān)來滿足不同環(huán)境下的需求。電路采用TSMC 0.18μm CMOS工藝進行設(shè)計,在設(shè)計完成后通過Candence Spect...
【文章來源】:西安郵電大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
M0管的直流工作狀態(tài)信息圖
900 774.161 774.161 734.842 導(dǎo)通M48600 599.926 599.926 482.112 導(dǎo)通700 599.926 599.926 482.112 導(dǎo)通770 599.926 599.926 482.112 導(dǎo)通800 599.926 599.926 482.112 導(dǎo)通900 599.926 599.926 482.112 導(dǎo)通M23600 41.0006 599.926 482.833 不導(dǎo)通700 85.1244 599.926 482.23 不導(dǎo)通770 124.995 599.926 482.221 導(dǎo)通800 144.366 599.926 482.23 導(dǎo)通900 216.253 599.926 482.2 導(dǎo)通)瞬態(tài)仿真:出緩沖電路的直流靜態(tài)工作點后,對圖 4.2 電路進行瞬態(tài)仿真。仿真 和 LON 輸入端的交流信號幅度取 85mV。仿真結(jié)果如圖 4.4 所示,端信號,M1 為輸出端信號。輸出端 LOP_OUT 和 LON_OUT 的信輸入電壓擺幅被放大了約 4.8 倍,實現(xiàn)了緩沖電路提高本振信號驅(qū)動工藝角為 TT,仿真溫度為 27 度。
圖 4.7 輸出端口瞬態(tài)仿真結(jié)果中可以看出圖 4.5 中混頻核心單元輸出的四路信號 LOIP、交差分的關(guān)系且匹配度較好;波形周期約為 250ns,此次設(shè)計的要求。相濾波器相濾波器電路設(shè)計單元把射頻信號進行下變頻后為后級提供中頻信號,此中號和無用鏡像中頻信號。由本次設(shè)計的鏡像抑制混頻器的后接多相濾波器來實現(xiàn)對無用鏡像中頻信號的抑制。常用相濾波器、有源多相濾波器和 GM-C 復(fù)數(shù)帶通濾波器,三前期對參考文獻的閱讀和研究以及本次工程設(shè)計的需求,相濾波器來實現(xiàn)所需的鏡像抑制功能。RVi1Vo
【參考文獻】:
期刊論文
[1]GPS/BD射頻接收機中鏡像抑制混頻器設(shè)計[J]. 李東亞,黃海生,李鑫,曹新亮,尹強. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2017(11)
[2]GPS/BD接收機中電感電容壓控振蕩器設(shè)計[J]. 陳順舟,黃海生,李鑫,景哏評,王帥. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(03)
[3]應(yīng)用于聲納信標(biāo)的鏡像抑制混頻器設(shè)計[J]. 李程. 艦船電子工程. 2015(05)
[4]美國防部GPS現(xiàn)代化計劃及其備選方案解讀[J]. 方秀花,尹志忠,李麗. 裝備學(xué)院學(xué)報. 2012(03)
[5]CMOS模擬集成電路版圖設(shè)計[J]. 解放,羅闖. 微處理機. 2012(03)
[6]一種低噪聲、高增益的直接下變頻混頻器[J]. 高海軍,郭桂良,陰亞東,杜占坤,閻躍鵬. 固體電子學(xué)研究與進展. 2009(04)
[7]淺談CMOS模擬集成電路版圖設(shè)計的器件匹配方法[J]. 姚芳,李秋利. 集成電路通訊. 2008(04)
[8]1.9GHz高線性度上混頻器設(shè)計[J]. 席占國,秦亞杰,蘇彥鋒,洪志良. 固體電子學(xué)研究與進展. 2007(01)
[9]2.4GHz CMOS雙平衡混頻器的設(shè)計[J]. 池懿,王文騏,曾令海. 上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(05)
[10]RC多相濾波器對鏡像抑制性能影響分析[J]. 強銓一,唐守龍,羅嵐. 電路與系統(tǒng)學(xué)報. 2005(01)
博士論文
[1]高性能CMOS混頻器設(shè)計技術(shù)研究[D]. 唐守龍.東南大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于180nmCMOS工藝的混頻器研究與設(shè)計[D]. 張妮.西安電子科技大學(xué) 2016
[2]L波段衛(wèi)星導(dǎo)航接收機關(guān)鍵模塊研究[D]. 范小強.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]一種用于導(dǎo)航的鏡像抑制混頻器[D]. 張騰飛.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]面向衛(wèi)星導(dǎo)航接收機應(yīng)用的混頻器芯片設(shè)計[D]. 周巖.電子科技大學(xué) 2009
[5]GPS接收機中CMOS混頻器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 江煒.上海交通大學(xué) 2009
[6]射頻有源正交混頻器的設(shè)計[D]. 薛茹燕.上海交通大學(xué) 2007
[7]無源器件對混頻器鏡像抑制影響的研究與應(yīng)用[D]. 強銓一.東南大學(xué) 2005
本文編號:3343519
【文章來源】:西安郵電大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
M0管的直流工作狀態(tài)信息圖
900 774.161 774.161 734.842 導(dǎo)通M48600 599.926 599.926 482.112 導(dǎo)通700 599.926 599.926 482.112 導(dǎo)通770 599.926 599.926 482.112 導(dǎo)通800 599.926 599.926 482.112 導(dǎo)通900 599.926 599.926 482.112 導(dǎo)通M23600 41.0006 599.926 482.833 不導(dǎo)通700 85.1244 599.926 482.23 不導(dǎo)通770 124.995 599.926 482.221 導(dǎo)通800 144.366 599.926 482.23 導(dǎo)通900 216.253 599.926 482.2 導(dǎo)通)瞬態(tài)仿真:出緩沖電路的直流靜態(tài)工作點后,對圖 4.2 電路進行瞬態(tài)仿真。仿真 和 LON 輸入端的交流信號幅度取 85mV。仿真結(jié)果如圖 4.4 所示,端信號,M1 為輸出端信號。輸出端 LOP_OUT 和 LON_OUT 的信輸入電壓擺幅被放大了約 4.8 倍,實現(xiàn)了緩沖電路提高本振信號驅(qū)動工藝角為 TT,仿真溫度為 27 度。
圖 4.7 輸出端口瞬態(tài)仿真結(jié)果中可以看出圖 4.5 中混頻核心單元輸出的四路信號 LOIP、交差分的關(guān)系且匹配度較好;波形周期約為 250ns,此次設(shè)計的要求。相濾波器相濾波器電路設(shè)計單元把射頻信號進行下變頻后為后級提供中頻信號,此中號和無用鏡像中頻信號。由本次設(shè)計的鏡像抑制混頻器的后接多相濾波器來實現(xiàn)對無用鏡像中頻信號的抑制。常用相濾波器、有源多相濾波器和 GM-C 復(fù)數(shù)帶通濾波器,三前期對參考文獻的閱讀和研究以及本次工程設(shè)計的需求,相濾波器來實現(xiàn)所需的鏡像抑制功能。RVi1Vo
【參考文獻】:
期刊論文
[1]GPS/BD射頻接收機中鏡像抑制混頻器設(shè)計[J]. 李東亞,黃海生,李鑫,曹新亮,尹強. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2017(11)
[2]GPS/BD接收機中電感電容壓控振蕩器設(shè)計[J]. 陳順舟,黃海生,李鑫,景哏評,王帥. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(03)
[3]應(yīng)用于聲納信標(biāo)的鏡像抑制混頻器設(shè)計[J]. 李程. 艦船電子工程. 2015(05)
[4]美國防部GPS現(xiàn)代化計劃及其備選方案解讀[J]. 方秀花,尹志忠,李麗. 裝備學(xué)院學(xué)報. 2012(03)
[5]CMOS模擬集成電路版圖設(shè)計[J]. 解放,羅闖. 微處理機. 2012(03)
[6]一種低噪聲、高增益的直接下變頻混頻器[J]. 高海軍,郭桂良,陰亞東,杜占坤,閻躍鵬. 固體電子學(xué)研究與進展. 2009(04)
[7]淺談CMOS模擬集成電路版圖設(shè)計的器件匹配方法[J]. 姚芳,李秋利. 集成電路通訊. 2008(04)
[8]1.9GHz高線性度上混頻器設(shè)計[J]. 席占國,秦亞杰,蘇彥鋒,洪志良. 固體電子學(xué)研究與進展. 2007(01)
[9]2.4GHz CMOS雙平衡混頻器的設(shè)計[J]. 池懿,王文騏,曾令海. 上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(05)
[10]RC多相濾波器對鏡像抑制性能影響分析[J]. 強銓一,唐守龍,羅嵐. 電路與系統(tǒng)學(xué)報. 2005(01)
博士論文
[1]高性能CMOS混頻器設(shè)計技術(shù)研究[D]. 唐守龍.東南大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于180nmCMOS工藝的混頻器研究與設(shè)計[D]. 張妮.西安電子科技大學(xué) 2016
[2]L波段衛(wèi)星導(dǎo)航接收機關(guān)鍵模塊研究[D]. 范小強.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]一種用于導(dǎo)航的鏡像抑制混頻器[D]. 張騰飛.西安電子科技大學(xué) 2014
[4]面向衛(wèi)星導(dǎo)航接收機應(yīng)用的混頻器芯片設(shè)計[D]. 周巖.電子科技大學(xué) 2009
[5]GPS接收機中CMOS混頻器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 江煒.上海交通大學(xué) 2009
[6]射頻有源正交混頻器的設(shè)計[D]. 薛茹燕.上海交通大學(xué) 2007
[7]無源器件對混頻器鏡像抑制影響的研究與應(yīng)用[D]. 強銓一.東南大學(xué) 2005
本文編號:3343519
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