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带有本振分频器的低噪声上变频调制器的研究和设计

作　者: 汪吴峰
导　师: 周健军
学　校: 上海交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: 低噪声 去除SAW滤波器 上变频混频器
分类号: TN761
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


上变频调制器是射频发射机电路的重要组成部分,它完成了信号从基带到射频的变频过程。在频分双工(Frequency Division Duplexing,简称FDD)的收发机系统中,上变频调制器引入的落在接收频段上的噪声直接恶化接收机的工作性能。传统上一般采用片外表面声波(Surface Acoustic Wave,简称SAW)滤波器来滤除上变频调制器的带外噪声,SAW滤波器的引入增加了发射机系统的成本。本文研究设计了一个低噪声的上变频调制器电路以满足去除SAW滤波器的噪声要求。电路的核心部分是一个新型的两级上变频混频器,该混频器能够抑制来自本振信号通路的噪声,其自身贡献的噪声也非常有限。此外,上变频调制器分别采用了电流逻辑型分频器和注入锁定式分频器作为本振信号产生的电路,两者产生的本振信号输出噪声不同,但上变频调制器最终的输出噪声相当,这验证了两级混频器结构具有对本振信号通路的噪声抑制作用。上变频调制器电路工作在2.5GHz ,采用1.2V /2.5V双电源电压供电。最终的测试结果表明,对应不同的分频器,上变频调制器最终在输出功率为0.7dBm和-0.2dBm时,在40MHz频偏出的带外噪声分别是-161.2 dBc /Hz和-161.4 dBc /Hz。上变频调制器达到了去除SAW滤波器的低噪声要求。电路采用台湾积体电路公司65nm的工艺设计制造。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-11
第一章 引言  11-14
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 论文结构  12-14
第二章 上变频调制器的结构  14-21
  2.1 发射机的基本结构  14-17
    2.1.1 超外差式发射机  14-15
    2.1.2 直接上变频发射机  15-17
  2.2 基于直接上变频发射机的上变频调制器结构  17-19
  2.3 上变频调制器的性能参数  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章 低噪声的上变频调制器  21-36
  3.1 上变频调制器的带外噪声对接收端的影响  21-24
  3.2 上变频调制器中的噪声来源  24-26
  3.3 目前存在的低噪声上变频调制器电路结构  26-34
    3.3.1 片上滤波的实现  26-29
    3.3.2 跨导转换单元混频器结构的上变频调制器  29-32
    3.3.3 25%占空比电压采样型混频器  32-33
    3.3.4 一倍本振和两倍本振驱动两级无源混频器  33-34
  3.4 本章小结  34-36
第四章 分频器  36-46
  4.1 数字分频器  36-40
  4.2 模拟分频器的理论  40-42
  4.3 ILFD 的理论模型  42-44
  4.4 本章小结  44-46
第五章 上变频调制器电路设计  46-61
  5.1 上变频调制器电路系统结构  46-47
  5.2 混频器结构  47-51
    5.2.1 两级混频器特点  47-49
    5.2.2 噪声性能  49-51
  5.3 LO 信号和2LO 信号产生电路  51-54
    5.3.1 电流型逻辑分频器和注入锁定式分频器  51-53
    5.3.2 缓冲放大器  53-54
  5.4 预功率放大器  54-55
  5.5 设计中的考虑  55-59
    5.5.1 本振信号相位精确度  55-56
    5.5.2 2LO 信号通路噪声问题  56-57
    5.5.3 被简化的二级混频器的结构  57-59
  5.6 低噪声上变频调制器芯片的整体电路结构  59-60
  5.7 本章小结  60-61
第六章 仿真、版图和测试  61-80
  6.1 电路仿真  61-72
    6.1.1 分频器仿真  61-67
    6.1.2 低噪声上变频调制器的功能验证  67-72
    6.1.3 仿真结果小结  72
  6.2 版图设计  72-74
  6.3 芯片测试  74-79
    6.3.1 测试平台  75
    6.3.2 测试结果  75-77
    6.3.3 测试结果及其分析  77-79
  6.4 本章小结  79-80
第七章 结束语  80-82
  7.1 主要工作与创新点  80
  7.2 后续研究工作  80-82
参考文献  82-85
附录1 两种分频器的仿真数据  85-87
附录2 版图设计中的功率域  87-89
附录3 用于测试的印刷电路板电路结构  89-90
附录4 芯片测试结果  90-96
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  96-99
附件  99

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 调制技术与调制器、解调技术与解调器 > 调制技术与调制器
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