本文關(guān)鍵詞：多通帶復(fù)數(shù)濾波器研究與設(shè)計

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【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,無線通信產(chǎn)品對人類生活產(chǎn)生了巨大的影響。CMOS射頻收發(fā)機(jī)作為通信芯片的接口,其性能直接影響到接收信號的質(zhì)量和通信產(chǎn)品的性能。在射頻收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)中,低中頻結(jié)構(gòu)接收機(jī)由于集成度高和不存在直流失調(diào)等優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用。但是低中頻結(jié)構(gòu)電路中含有鏡像信號,鏡像干擾成為制約低中頻結(jié)構(gòu)接收機(jī)性能的重要因素。復(fù)數(shù)濾波器能夠有效抑制鏡像信號,高集成度、低功耗的復(fù)數(shù)濾波器成為當(dāng)前研究的熱點。本文首先介紹了復(fù)數(shù)濾波器在射頻接收機(jī)中的作用以及復(fù)數(shù)濾波器的發(fā)展概況。通過對復(fù)數(shù)濾波器的現(xiàn)狀進(jìn)行梳理和歸納,發(fā)現(xiàn)目前的復(fù)數(shù)濾波器多為單一通帶或兩通帶結(jié)構(gòu),復(fù)數(shù)濾波器的應(yīng)用范圍受到限制。針對這一問題,本文設(shè)計了一種4通帶復(fù)數(shù)濾波器,通過對復(fù)數(shù)濾波器的基本結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行深入對比分析,完成了3階巴特沃茲復(fù)數(shù)濾波器設(shè)計。針對多通帶濾波器多極點的特點,本文提出了帶密勒補(bǔ)償結(jié)構(gòu)的電容陣列,提高了電路穩(wěn)定性。為了進(jìn)一步完善所提出的多通帶復(fù)數(shù)濾波器,本文完成了多個輔助電路的設(shè)計。本文設(shè)計了自動頻率校準(zhǔn)電路,通過RC振蕩器和數(shù)字模塊共同作用,校準(zhǔn)由于工藝和溫度變化帶來的頻率偏差;設(shè)計了兩組DCOC電路,消除電路中的直流失調(diào)信號;設(shè)計了2級PGA電路,提高電路輸出信號幅度;設(shè)計了緩沖電路,平衡電路共模電壓差異。通過輔助電路和復(fù)數(shù)濾波器共同作用,實現(xiàn)電路面積、功耗、噪聲和線性度之間的平衡。最后,本文基于SMIC130nm工藝完成了整體電路的版圖設(shè)計和電路仿真。仿真結(jié)果表明本文設(shè)計的4種通帶模式的中心頻率依次為:100kHz、200kHz、300kHz和500kHz,對應(yīng)的帶寬依次為50kHz、100kHz、150kHz和250kHz;電路增益范圍為0~55dB,每0.875dB可調(diào);最大增益時的噪聲系數(shù)小于30dB,線性度大于-40dBm;頻率校準(zhǔn)偏差小于3%;整體電路的總電流小于1uA。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)數(shù)濾波器 多通帶 自動頻率校準(zhǔn) 低功耗設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：南開大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN713
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-21
• 第一節(jié) CMOS射頻接收機(jī)10-13
• 第二節(jié) 復(fù)數(shù)濾波器在射頻接收機(jī)中的作用13-16
• 第三節(jié) 復(fù)數(shù)濾波器研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢16-18
• 第四節(jié) 論文主要工作與創(chuàng)新點18-21
• 第二章 復(fù)數(shù)濾波器原理21-33
• 第一節(jié) 復(fù)數(shù)濾波器鏡像抑制原理21-25
• 2.1.1 復(fù)數(shù)混頻21-22
• 2.1.2 復(fù)數(shù)濾波器工作原理22-25
• 第二節(jié) 濾波器的基本結(jié)構(gòu)25-29
• 2.2.1 有源RC濾波器25-26
• 2.2.2 Gm-C濾波器26-27
• 2.2.3 晶體管電容濾波器27-28
• 2.2.4 開關(guān)電容濾波器28-29
• 第三節(jié) 低通濾波器的逼近方法29-32
• 2.3.1 巴特沃茲濾波器30
• 2.3.2 切比雪夫濾波器30-32
• 2.3.3 橢圓濾波器32
• 第四節(jié) 本章小節(jié)32-33
• 第三章 多通帶復(fù)數(shù)濾波器整體方案設(shè)計33-42
• 第一節(jié) 設(shè)計指標(biāo)分析和整體電路結(jié)構(gòu)33-34
• 第二節(jié) 增益設(shè)計34-37
• 3.2.1 噪聲分析35-36
• 3.2.2 線性度分析36
• 3.2.3 增益分配36-37
• 第三節(jié) 頻率校準(zhǔn)方案設(shè)計37-39
• 3.3.1 頻率校準(zhǔn)方式37-38
• 3.3.2 校準(zhǔn)流程38-39
• 第四節(jié) 直流失調(diào)消除方案設(shè)計39-41
• 3.4.1 直流失調(diào)分析39-40
• 3.4.2 直流失調(diào)消除方式40-41
• 第五節(jié) 本章小結(jié)41-42
• 第四章 多通帶復(fù)數(shù)濾波器電路設(shè)計42-52
• 第一節(jié) 復(fù)數(shù)濾波器電路結(jié)構(gòu)42-43
• 第二節(jié) 電阻電容陣列設(shè)計43-45
• 4.2.1 電阻陣列設(shè)計43-44
• 4.2.2 電容陣列設(shè)計44-45
• 第三節(jié) 運算放大器設(shè)計45-50
• 4.3.1 電路設(shè)計45-47
• 4.3.2 小信號分析47-49
• 4.3.3 共模反饋設(shè)計49-50
• 第四節(jié) 本章小結(jié)50-52
• 第五章 輔助電路設(shè)計52-63
• 第一節(jié) 頻率校準(zhǔn)電路設(shè)計52-58
• 5.1.1 頻率校準(zhǔn)電路方案52-53
• 5.1.2 模擬電路設(shè)計53-54
• 5.1.2.1 RC振蕩器電路設(shè)計53-54
• 5.1.2.2 可變電阻陣列設(shè)計54
• 5.1.3 數(shù)字電路模塊設(shè)計54-58
• 5.1.3.1 頻率計數(shù)模塊設(shè)計56
• 5.1.3.2 頻率比較模塊設(shè)計56-58
• 第二節(jié) PGA電路和緩沖電路設(shè)計58-61
• 5.2.1 負(fù)反饋放大器電路結(jié)構(gòu)設(shè)計58-59
• 5.2.2 負(fù)反饋放大器噪聲分析59-60
• 5.2.3 負(fù)反饋放大器線性度60-61
• 5.2.4 PGA1、PGA2和緩沖電路設(shè)計61
• 第三節(jié) DCOC電路設(shè)計61-62
• 第四節(jié) 本章小結(jié)62-63
• 第六章 整體電路的仿真與版圖設(shè)計63-82
• 第一節(jié) 整體電路63-64
• 第二節(jié) 復(fù)數(shù)濾波器頻帶特性仿真64-65
• 6.2.1 運算放大器仿真64
• 6.2.2 復(fù)數(shù)濾波器仿真64-65
• 第三節(jié) 頻率校準(zhǔn)功能仿真65-72
• 6.3.1 不同晶振頻率下的校準(zhǔn)仿真65-68
• 6.3.2 不同工藝下的校準(zhǔn)仿真68-72
• 第四節(jié) 增益調(diào)控仿真72-73
• 第五節(jié) 噪聲系數(shù)仿真73-74
• 第六節(jié) 線性度仿真74-76
• 第七節(jié) 穩(wěn)定性仿真76-78
• 第八節(jié) 整體電路的版圖設(shè)計78-81
• 第九節(jié) 本章小結(jié)81-82
• 第七章 總結(jié)與展望82-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88-89
• 個人簡歷 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果89

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;網(wǎng)絡(luò)、濾波、濾波器[J];電子科技文摘;2000年06期

2 Richard Kurzrok;;具有低通響應(yīng)的可調(diào)濾波器電路[J];電子設(shè)計技術(shù);2001年11期

3 ;你問我答[J];電子制作;2001年03期

4 楊繼深;電源線濾波器的正確使用[J];安全與電磁兼容;2002年04期

5 ;網(wǎng)絡(luò)、濾波、濾波器[J];電子科技文摘;2002年11期

6 ;網(wǎng)絡(luò)、濾波、濾波器[J];電子科技文摘;2003年03期

7 范穎鵬,杜正偉,龔克,張肅;平面波照射下屏蔽腔內(nèi)濾波器的分析[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年10期

8 劉s，

本文編號：916049