無線射頻發(fā)送機的研究與設(shè)計.pdf

1、近年來，無線傳輸技術(shù)的蓬勃發(fā)展帶來了低成本、低功耗、高集成度的CMOS無線射頻收發(fā)機研究和設(shè)計的春天。伴隨著CMOS工藝的不斷發(fā)展，持續(xù)的scaling down已經(jīng)使得MOS晶體管的特征頻率fT達到了50 GHz以上(比如O.18um 工藝)，這使得射頻收發(fā)機前端的大部分電路都可以采用CMOS工藝來實現(xiàn)，另外高Q值螺旋電感甚至變壓器的片上實現(xiàn)，襯底隔離技術(shù)的發(fā)展……等等，都為實現(xiàn)單片集成的射頻收發(fā)機提供了良好的工藝基礎(chǔ)。 然而

2、相對于BiCMOS、GaAS等工藝，CMOS工藝固有的高噪聲、低 gm/I、低電源電壓等劣勢仍然需要電路設(shè)計者持續(xù)努力地發(fā)明創(chuàng)造性的電路結(jié)構(gòu)予以克服。與此同時，為了應(yīng)對不斷涌現(xiàn)的各種無線傳輸技術(shù)，電路設(shè)計者還需要深刻研究通信系統(tǒng)理論，以此從通信協(xié)議中分析出電路指標(biāo)的系統(tǒng)級要求來指導(dǎo)電路設(shè)計以及架構(gòu)選擇。 論文首先以確知信號和隨機信號分析理論作為切入點，一定程度地補充了從通信系統(tǒng)原理理論到實際發(fā)送機電路設(shè)計跨越中缺失的銜接部分。通

3、過實例分析將該數(shù)學(xué)理論與LTI系統(tǒng)頻響函數(shù)分析、通信系統(tǒng)中基帶信號與頻帶信號的功率譜分析及EVM指標(biāo)與信噪比關(guān)系等等這些和電路設(shè)計息息相關(guān)的問題聯(lián)系了起來，為采用通信理論對無線發(fā)送機進行系統(tǒng)級設(shè)計打下了理論基礎(chǔ)。 接著以802.11b發(fā)送機為例，建立了發(fā)送機系統(tǒng)級設(shè)計的手算系統(tǒng)模型。該系統(tǒng)級研究和設(shè)計的方法采用帶內(nèi)和帶外噪聲/失真源分析以及帶內(nèi)和帶外噪聲/失真分配作為切入點，可以適用于各種采用調(diào)幅，調(diào)相以及QAM調(diào)制方式的無線通

4、信發(fā)送機。并且對濾波器阻帶抑制特性和基帶DAC更新頻率的折衷進行了詳盡的理論分析和推導(dǎo)。 最后采用 SMIC 0.18um CMOS RF Mixed Signal 工藝設(shè)計并實現(xiàn)了一個用于IEEE 802.11b 無線局域網(wǎng)的射頻發(fā)送機，作為單片 Transceiver 芯片的一部分進行流片測試。該芯片采用了直接轉(zhuǎn)換的架構(gòu)來最大限度地減少片上和片外的元器件，從而達到低功耗、低成本的目的。用除二分頻的方法得到精確正交的I/Q載波