發(fā)布時間：2021-12-31 10:54

　　近年來,無線通信技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,使得各種小型化低成本的無線通信設(shè)備慢慢融入并逐漸改變著我們的生活。在無線通信網(wǎng)絡(luò)中,射頻收發(fā)機(jī)作為該系統(tǒng)接收和發(fā)射信息的關(guān)鍵模塊,決定著無線通信系統(tǒng)的性能。而復(fù)數(shù)濾波器作為射頻收發(fā)系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊,提高復(fù)數(shù)濾波器性能對與提升射頻收發(fā)系統(tǒng)的性能具有重要意義。論文在傳統(tǒng)實(shí)數(shù)濾波器電路的基本理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上,研究與學(xué)習(xí)了復(fù)數(shù)濾波器的基本概念及其重要的性能指標(biāo)。針對Gm-C濾波器的線性度較低,以及現(xiàn)代無線收發(fā)機(jī)對低功耗、低成本和高集成的要求越來越高,設(shè)計了兩款應(yīng)用于低中頻接收機(jī)中的高線性Gm-C復(fù)數(shù)濾波器。主要工作和創(chuàng)新如下:（1）跨導(dǎo)放大器是Gm-C復(fù)數(shù)濾波器的核心模塊,其線性度影響整個復(fù)數(shù)濾波器的性能。針對傳統(tǒng)跨導(dǎo)運(yùn)放開環(huán)工作線性度低的缺點(diǎn),本文提出了一款高線性跨導(dǎo)放大器,通過使用源極負(fù)反饋電阻、交叉耦合和自適應(yīng)偏置等線性化技術(shù)擴(kuò)大跨導(dǎo)放大器的輸入范圍、降低三階失真來提高線性度。基于該跨導(dǎo)放大器,設(shè)計了一款級聯(lián)雙二階高線性Gm-C復(fù)數(shù)濾波器。設(shè)計基于UMC 110nm CMOS工藝,Cadence仿真結(jié)果表示在1.2V電源電壓下,其中心頻率為4MHz... 

【文章來源】：廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

三階輸入互調(diào)點(diǎn)2.4.3提高線性度的方法

第3章基于高線性O(shè)TA的復(fù)數(shù)濾波器設(shè)計243.1.3跨導(dǎo)放大器的仿真結(jié)果（1）AC仿真本文設(shè)計的跨導(dǎo)運(yùn)算放大器，采用UMC（聯(lián)華電子）110nmCMOS技術(shù)的器件模型設(shè)計，跨導(dǎo)放大器采用1.2V電壓供電，使用cadencespectre工具進(jìn)行仿真驗(yàn)證，其AC仿真結(jié)果如圖3.5所示。圖3.5跨導(dǎo)放大器AC仿真結(jié)果從圖3.5中上半部分為直流增益仿真，下半部分為相位仿真，由圖可得該跨導(dǎo)放大器的直流增益40dB，單位增益帶寬（GBW）為125MHz。為了避免系統(tǒng)振蕩，跨導(dǎo)運(yùn)放在設(shè)計時要求相位裕度最小為45°，最合適的相位裕度為60°，由圖3.5可知本文設(shè)計的跨導(dǎo)放大器相位為49°，確保了跨導(dǎo)放大器的穩(wěn)定。（2）跨導(dǎo)放大器線性化仿真為了驗(yàn)證本文提出的跨導(dǎo)放大器的線性化技術(shù)性能，選取了普通差分對跨導(dǎo)放大器、使用源極退化電阻和交叉耦合線性化技術(shù)的跨導(dǎo)放大器和本文提出的跨導(dǎo)放大器進(jìn)行對比驗(yàn)證，結(jié)果如圖3.6所示。為了獲得公平準(zhǔn)確的結(jié)果，文章將三種跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)值設(shè)定為100uS，從圖3.6顯示了三種跨導(dǎo)放大器跨導(dǎo)值隨輸入差分電壓變化的關(guān)系圖，可以看出本文提出的跨導(dǎo)放大器擁有

第3章基于高線性O(shè)TA的復(fù)數(shù)濾波器設(shè)計25更大的線性輸入范圍，線性度明顯優(yōu)于其他配置。圖3.6跨導(dǎo)放大器線性化仿真結(jié)果3.2低通濾波器的設(shè)計和仿真3.2.1低通濾波器的設(shè)計方法從第2章復(fù)數(shù)濾波器的概述中我們知道，復(fù)數(shù)濾波器可以通過頻移低通濾波器形成。因此在設(shè)計復(fù)數(shù)濾波器之前我們應(yīng)該先設(shè)計對應(yīng)的低通濾波器。Gm-C低通濾波器常用的設(shè)計方法有兩種：（1）LC梯形網(wǎng)絡(luò)替代法該方法是以無源LC梯形網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，用集成有源電路代替無源LC濾波器中的電阻和電感[23]。這種方法的優(yōu)勢是設(shè)計的濾波器靈敏度較低，因?yàn)槠鋬?nèi)部存在許多負(fù)反饋環(huán)，使得它對器件參數(shù)變化的敏感度下降，是高質(zhì)量集成濾波器設(shè)計采用的主要結(jié)構(gòu)之一。V1RRL1L2C1C2圖3.7導(dǎo)放大器線性化仿真結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種高線性Gm-C復(fù)數(shù)濾波器的設(shè)計[J]. 陳凱文,宋樹祥,蔣品群.  電子元件與材料. 2020(03)
[2]一種應(yīng)用高線性度OTA的具有寬調(diào)節(jié)范圍的Gm-C濾波器（英文）[J]. 劉銀齊,葉茂,張揚(yáng),趙公元,趙毅強(qiáng).  南開大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(06)
[3]一種低功耗線性范圍寬的跨導(dǎo)放大器及其在濾波器中的應(yīng)用[J]. 郭小蓉,李安,王春華,孫晶茹,何海珍,李志斌.  電路與系統(tǒng)學(xué)報. 2013(02)
[4]藍(lán)牙接收機(jī)中鏡像信號的抑制[J]. 崔福良,馬德群,黃林,洪志良.  半導(dǎo)體學(xué)報. 2005(01)

碩士論文
[1]高線性度接收機(jī)中頻復(fù)數(shù)濾波器的研究與設(shè)計[D]. 陳佳煒.上海交通大學(xué) 2017
[2]射頻接收機(jī)用高線性寬帶Gm-C帶通濾波器的研究與設(shè)計[D]. 王權(quán).西安理工大學(xué) 2016
[3]可調(diào)諧高線性Gm-C復(fù)數(shù)濾波器設(shè)計[D]. 周明杰.東南大學(xué) 2015



本文編號：3560129