WLAN接收机中低噪声放大器与混频器设计

摘要

无线通信市场的发展以及人们与日俱增的需求推动了无线通信领域的研究与开发。本论文研究了WLAN接收机射频前端的系统设计及低噪声放大器和混频器的电路设计。
　　本文首先分析了几种主要的接收机架构的优缺点。选取零中频接收机架构为WLAN接收机结构,对接收机系统的各项指标及各个模块的设计参数进行了详细的推导和指标分配。按照各模块所分配的参数指标,在ADS环境下进行了系统行为级建模与仿真,验证了所选择的零中频架构及各模块指标分配的可行性。
　　低噪声放大器和混频器是接收机射频前端的两个关键模块,其性能指标对整个接收机链路有着至关重要的影响。在低噪声放大器的设计过程中,对两个不可忽略的细节问题进行了详细的分析:利用键合线电感来代替源级退化电感以及Pad寄生电容减小栅源并联电容。在Gilbert混频器的设计过程中,对Gilbert单元采用了三种优化技术:利用低通滤波网络作负载来抑制高次谐波、使用电流注入技术来提高Gilbert混频器的各项性能、采用伪差分输入方式实现单端到差分信号的转换。另外还完成了混频器偏置电路的设计。
　　本文采用TSMC0.18μm工艺实现了低噪声放大器和混频器,完成了两个模块的版图设计,并对这两个模块进行了仿真验证。

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第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 IEEE 802.11标准

1.3 论文的主要工作和创新

1.4 论文的组织安排

第二章 接收机系统架构及关键指标

2.1 接收机系统架构

2.2 射频接收机主要参数指标

2.3 本章小结

第三章 接收机系统设计及系统仿真

3.1 WLAN射频前端接收机结构选择

3.2 接收机系统指标计算及各模块指标分配

3.3 WLAN接收机系统仿真

3.4 本章小结

第四章 低噪声放大器设计

4.1 噪声分析及二端口网络噪声理论

4.2 低噪声放大器拓扑结构

4.3 低噪声放大器设计

4.4 低噪声放大器版图设计及仿真结果

4.5 本章小结

第五章 混频器设计

5.1 混频器理论

5.2 混频器性能指标及性能优化

5.3 混频器电路设计

5.4 Gilbert混频器版图设计及仿真结果

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献