本文關(guān)鍵詞：基于深亞微米CMOS工藝的多標(biāo)準(zhǔn)全波段數(shù)字廣播接收機(jī)RF芯片研究　出處：《東南大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 無線通信 全球數(shù)字廣播 數(shù)字音頻廣播 DRM DAB 接收機(jī) 低噪聲放大器 混頻器 可變增益放大器 可編程增益放大器 復(fù)數(shù)濾波器 自動(dòng)增益控制 直流失調(diào) DCOC AGC 頻率綜合器 鎖相環(huán)

【摘要】：以全球數(shù)字廣播(Digital Radio Mondiale, DRM)和數(shù)字音頻廣播(Digital Audio Broadcasting, DAB)為代表的數(shù)字廣播標(biāo)準(zhǔn)正在推動(dòng)音頻廣播從模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)變。數(shù)字廣播在提供更加優(yōu)質(zhì)音頻傳輸性能的同時(shí),還能夠提供新的服務(wù)類型。因此,數(shù)字廣播的出現(xiàn)給正在衰落的傳統(tǒng)模擬廣播提供了新的發(fā)展機(jī)遇。低成本、高性能的數(shù)字廣播接收機(jī)是推廣數(shù)字廣播的關(guān)鍵所在。本文研究了能夠同時(shí)兼容DRM和DAB兩種標(biāo)準(zhǔn)的集成電路接收機(jī)系統(tǒng)。在系統(tǒng)和電路設(shè)計(jì)上做出了如下創(chuàng)新性研究工作：1)進(jìn)行了DRM/DAB接收機(jī)的系統(tǒng)分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過分析、比較各類無線射頻接收機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),提出了上邊注入、固定中頻的二次變頻、低中頻結(jié)構(gòu)的接收機(jī)。然后,根據(jù)DRM/DAB標(biāo)準(zhǔn)以及系統(tǒng)指標(biāo)規(guī)劃方法,提出了接收機(jī)的噪聲、帶寬、線性度以及鏡像抑制比等指標(biāo)。最后,對接收機(jī)各個(gè)子模塊的具體參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行了分配。2)提出了新型的具有寬帶和高線性度的電容交叉耦合共柵低噪聲放大器。介紹了共柵低噪聲放大器的原理和設(shè)計(jì)方法；提出了柵極有源電感和導(dǎo)數(shù)疊加技術(shù),有效地提高了低噪聲放大器的帶寬和線性度性能,并給出了電路設(shè)計(jì)過程。電路采用中芯國際(SMIC) 0.18-μm Radio Frequency (RF) CMOS工藝實(shí)現(xiàn)后進(jìn)行了測試驗(yàn)證。測試結(jié)果證實(shí)了柵極有源電感和導(dǎo)數(shù)疊加技術(shù)的有效性。3)提出了基于電流鏡結(jié)構(gòu)的新型低電壓、高二階輸入截點(diǎn)(IIP2)的寬帶混頻器。詳細(xì)分析了各類型混頻器的優(yōu)缺點(diǎn)；給出了低電壓,高IIP2電流鏡混頻器的原理和電路實(shí)現(xiàn)方法,并且給出了詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程,包括低電壓跨導(dǎo)級(jí)和低電壓開關(guān)級(jí)設(shè)計(jì)和開關(guān)級(jí)的線性度分析。芯片采用SMIC 0.18-μm RF CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。測試結(jié)果表明該電流鏡混頻器在1V電源電壓下仍能提供良好的噪聲和帶寬性能。其中帶寬遠(yuǎn)超過系統(tǒng)要求,驗(yàn)證了采用電流復(fù)用和電流注入技術(shù)的輸入級(jí)以及新型的開關(guān)級(jí)技術(shù)的有效性。4)提出了新型的基于信號(hào)求和可變增益放大器的第一中頻寬帶可編程增益放大器。分析了各種可變增益放大器(VGA)和可編程增益放大器(PGA)結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),討論了PGA的設(shè)計(jì)指標(biāo),并提出了一種新型的基于信號(hào)求和結(jié)構(gòu)VGA的PGA。不同于傳統(tǒng)的通過改變偏置電壓來調(diào)整電流分配比例的方式,本設(shè)計(jì)通過開關(guān)控制晶體管的尺寸比例來精確地按比例控制電流分配,實(shí)現(xiàn)了精確的6dB增益步長。為了實(shí)現(xiàn)精確的絕對增益,本設(shè)計(jì)還采用了恒跨導(dǎo)偏置技術(shù),得到了與負(fù)載電阻成反比的輸入跨導(dǎo),實(shí)現(xiàn)了與工藝、電壓和溫度無關(guān)的增益。同時(shí),為了保證低增益情況下的線性度,本設(shè)計(jì)還采用了源極退化技術(shù)。所設(shè)計(jì)的集成電路采用中芯國際SMIC 0.18μm RF-CMOS工藝實(shí)現(xiàn)后進(jìn)行了在片測試。測試結(jié)果驗(yàn)證了上述技術(shù)的可行性。5)對有源復(fù)數(shù)濾波器進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。介紹了基本的濾波器類型,并根據(jù)本設(shè)計(jì)對帶內(nèi)增益平坦度的要求,選擇了切比雪夫?yàn)V波器。分析了不同類型的有源RC濾波器結(jié)構(gòu),選擇了階數(shù)為3、簡單有效的跳步(Leapfrog)結(jié)構(gòu)。在比較Phase-locked Loop(PLL)法和充電時(shí)間常數(shù)法兩種常見的間接頻率校準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)上,提出了簡單有效的充電時(shí)間常數(shù)法校準(zhǔn)電路,并給出了工作流程圖。所設(shè)計(jì)的集成電路采用中芯國際SMIC 0.18μm RF-CMOS工藝實(shí)現(xiàn)后進(jìn)行了在片測試,測試結(jié)果驗(yàn)證了上述技術(shù)的可行性。6)對直流失調(diào)消除電路和自動(dòng)增益控制電路的進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和電路設(shè)計(jì)。在直流消除電路上,提供了模擬直流失調(diào)消除(ADCOC)和數(shù)字直流失調(diào)消除(DDCOC)兩種技術(shù)。ADCOC技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、輸出失調(diào)利于控制的特點(diǎn),但是對于PGA的噪聲和傳輸函數(shù)都有著嚴(yán)重的影響。特別是在噪聲方面,不經(jīng)仔細(xì)設(shè)計(jì)的ADCOC會(huì)成倍地增大PGA的噪聲；在傳輸函數(shù)方面,ADCOC對帶寬和增益精度兩個(gè)方面都有著重要的影響。為此,本文提出了一種有效的優(yōu)化方法,同時(shí)增大失調(diào)反饋放大器的增益和失調(diào)電阻的值,在滿足直流增益小于0dB的情況,有效地降低了ADCOC電路的影響。盡管DDCOC需要數(shù)模混合設(shè)計(jì)技術(shù),且方案較ADCOC更加復(fù)雜,但是DDCOC具有功耗低、引入極低的噪聲貢獻(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),因此本設(shè)計(jì)最終采用DDCOC技術(shù)。給出了DDCOC的詳細(xì)方案和電路設(shè)計(jì)方法。另外,基于傳統(tǒng)的模擬AGC和數(shù)字AGC技術(shù)提出了一種結(jié)構(gòu)簡單、功耗極低的數(shù)�；旌螦GC結(jié)構(gòu)。需要消耗額外功率的模塊僅僅包括一個(gè)整流器和兩個(gè)低功耗的比較器。本設(shè)計(jì)的所有芯片均采用中芯國際SMIC 0.18μm RF-CMOS工藝實(shí)現(xiàn)并進(jìn)行了在片測試,測試結(jié)果驗(yàn)證了上述技術(shù)的可行性。7)介紹了接收通道的其他關(guān)鍵模塊(第二中頻混頻器)和頻率綜合器的電路設(shè)計(jì)。對接收通道電路和頻率綜合器進(jìn)行了集成,實(shí)現(xiàn)了完整的DRM/DAB無線接收機(jī)系統(tǒng),并進(jìn)行了接收機(jī)整體的測試。測試結(jié)果表明,本設(shè)計(jì)接收機(jī)符合DRM/DAB標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[Abstract]:A new type of low - voltage and high - performance digital broadcasting receiver is presented , which is based on digital broadcasting ( DRM ) and digital audio broadcasting ( DAB ) . In order to ensure linearity in low gain , this paper presents a simple and effective method to calibrate the DC offset elimination circuit and AGC circuit .

【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN934.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬正方,石國武,劉 青;一種新型的數(shù)字廣播方法鍌[J];電視技術(shù);2000年12期

2 ;數(shù)字廣播世界悄然走來[J];聲屏世界;2001年04期

3 吳一明;嶄露頭角的數(shù)字廣播[J];世界電子元器件;2001年09期

4 張率;我看數(shù)字廣播與3G之戰(zhàn)[J];中國傳媒科技;2004年02期

5 張小玲;數(shù)字廣播的發(fā)展趨勢[J];西部廣播電視;2004年12期

6 閆躍龍;;數(shù)字廣播挑戰(zhàn)3G的背后[J];IT時(shí)代周刊;2004年01期

7 葉誠;李愛民;嚴(yán)浩;杜建華;;淺談數(shù)字廣播[J];西部廣播電視;2006年04期

8 姜薇;;試論數(shù)字廣播的前景與開發(fā)[J];中國廣播;2006年04期

9 戴文瑞;戴小瓊;;論數(shù)字廣播現(xiàn)狀與發(fā)展[J];西部廣播電視;2007年10期

10 爾東;;漫談各國數(shù)字廣播的發(fā)展[J];衛(wèi)星電視與寬帶多媒體;2007年23期

相關(guān)會(huì)議論文 前9條

1 李輝;王斌;毛衛(wèi)良;;一種基于兩網(wǎng)融合的數(shù)字廣播手機(jī)電視技術(shù)[A];中國通信學(xué)會(huì)第五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

2 吳武飛;馬超;;基于校園網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字廣播系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];第十九屆測控、計(jì)量、儀器儀表學(xué)術(shù)年會(huì)(MCMI'2009)論文集[C];2009年

3 方箭;崔曉曼;方正;;數(shù)字廣播系統(tǒng)對航空無線電導(dǎo)航雷達(dá)系統(tǒng)的干擾分析[A];2011全國無線及移動(dòng)通信學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2011年

4 李棟;;主流數(shù)字廣播發(fā)展現(xiàn)狀與HD Radio技術(shù)[A];2009中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)影視技術(shù)文集[C];2010年

5 馬磊;徐征宇;吳曉東;;交互式新媒體DDB數(shù)字廣播綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)[A];中國新聞技術(shù)工作者聯(lián)合會(huì)五屆一次理事會(huì)暨學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下篇）[C];2009年

6 錢泓毅;方勵(lì)剛;許威;;延時(shí)器在數(shù)字廣播中的應(yīng)用[A];2001年度廣播電視技術(shù)論文集[C];2001年

7 陶穎;吳樂南;;AMR-WB在中波數(shù)字AM廣播中的應(yīng)用[A];計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展·2007——全國第18屆計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

8 張旭;;數(shù)字多媒體廣播(DMB)在北京地區(qū)的應(yīng)用情況概述[A];2006年聲頻工程學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2006年

9 閔士權(quán);;國內(nèi)外衛(wèi)星數(shù)字電視直播業(yè)務(wù)發(fā)展概況[A];衛(wèi)星直播與接收系統(tǒng)（機(jī)頂盒）應(yīng)用研討會(huì)資料匯編[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 張微;構(gòu)建適應(yīng)數(shù)字廣播的運(yùn)營機(jī)制[N];中國社會(huì)科學(xué)院報(bào);2008年

2 本報(bào)實(shí)習(xí)記者 黃新彥;數(shù)字廣播不可能替代3G[N];通信信息報(bào);2005年

3 記者 李川;天津數(shù)字廣播大廈正式開工建設(shè)[N];天津日報(bào);2011年

4 本報(bào)記者 張向昱;數(shù)字廣播試水京城推廣進(jìn)程前路漫漫[N];中華新聞報(bào);2005年

5 林芬卉;因應(yīng)未來Super Hi-Vision數(shù)字廣播格式 日本平板電視大廠產(chǎn)品規(guī)格繼續(xù)提升[N];電子資訊時(shí)報(bào);2007年

6 陳萬穎;廣播：不是一沾“數(shù)字”就賺錢[N];中華新聞報(bào);2006年

7 陳萬穎;廣播：不是一沾“數(shù)字”就賺錢[N];中國經(jīng)營報(bào);2005年

8 本報(bào)記者 韓金池;數(shù)字廣播產(chǎn)業(yè)鏈將形成　[N];中國工業(yè)報(bào);2005年

9 曉雅;歐盟呼吁各成員國2012年前全面轉(zhuǎn)向數(shù)字廣播[N];人民郵電;2005年

10 商報(bào)記者 金朝力;北京數(shù)字廣播進(jìn)入點(diǎn)播時(shí)代[N];北京商報(bào);2009年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 馬力;基于深亞微米CMOS工藝的多標(biāo)準(zhǔn)全波段數(shù)字廣播接收機(jī)RF芯片研究[D];東南大學(xué);2016年

2 王俊椋;深亞微米級(jí)CMOS數(shù)字廣播無線接收前端中頻率綜合器的研究[D];東南大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳啟亮;數(shù)字廣播系統(tǒng)中信道編解碼的研究[D];西安理工大學(xué);2006年

2 萬陽;基于MVB的列車數(shù)字廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[D];北京交通大學(xué);2015年

3 關(guān)金;數(shù)字技術(shù)對廣播的影響分析[D];東北大學(xué);2009年

4 張健;數(shù)字廣播中的OFDM關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用[D];東南大學(xué);2006年

5 曲慧杰;HD Radio接收機(jī)系統(tǒng)方案的研究與設(shè)計(jì)[D];大連海事大學(xué);2010年

6 朱曉琪;基于MVB消息通信的數(shù)字廣播設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連理工大學(xué);2010年

7 楊林;數(shù)字廣播系統(tǒng)信道編碼方案的研究[D];東南大學(xué);2006年

8 鞠鵬;基于專家控制的數(shù)字廣播系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];東北大學(xué);2011年

9 程繼興;與模擬AM廣播兼容的數(shù)字AM廣播系統(tǒng)[D];東南大學(xué);2005年

10 金樂;DRM+數(shù)字廣播鏈路的實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：1370835