采用ADS的CMOS雙平衡混頻器設計
因此,為實(shí)現上述目標,我們需先對若干參數的取值范圍進(jìn)行限定,再根據其余參數間的互相關(guān)系對它們的取值范圍進(jìn)行選取,最后通過(guò)仿真結果的比對來(lái)選定一組相對最優(yōu)參數。
通過(guò)參考相關(guān)設計,先限定幾個(gè)關(guān)鍵參數:轉換增益需大于10dB,噪聲系數小于10,1dB壓縮點(diǎn)大于0dBm。通過(guò)利用ADS軟件仿真時(shí)的調諧功能(Tuning)。在這里再對其余參數的值進(jìn)行分段調整。通過(guò)多次優(yōu)化,最后選取M1~M4的溝道長(cháng)、寬為0.6μm、170μm,M5、M6的溝道長(cháng)、寬為0.6m、277μm,電流源取6mA,負載電阻為900Ω。設計時(shí)采用兩共柵的MOS管來(lái)實(shí)現恒流源,并在跨導源級加入反饋電阻Rf,這樣做可以使跨導變?yōu)樵瓉?lái)的1/(1+GMRf)倍。恒流源及反饋電阻部分電路如圖2所示。本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/155723.htm
2 仿真結果及分析
本次設計的混頻器的射頻信號輸入頻率范圍在2.4~2.5GHz。仿真時(shí)選取2.5GHz、-30dBm的射頻輸入信號,2.25GHz、5dBm的本振信號作為示例,CMOS管采用基于TSMC(臺積電)的0.25μm工藝的Bsim3_Model的V3.1模型,使用Agilent公司的ADS2008進(jìn)行仿真,以下為仿真結果及分析。
圖3中m1所標為中頻輸出譜線(xiàn),根據輸入射頻輸入信號為-30dBm可以算出混頻器的轉換增益為10.975dB。m2是同為二階產(chǎn)物的和頻輸出分量,幅度是相當高的,不過(guò)要去除也是較容易的,只需在輸出端接一低通或帶通濾波器將其濾除即可。
表1所列為混頻器單邊帶與雙邊帶噪聲系數。當混頻器輸出有用信號只存在于本振信號的一側,用單邊帶(SSB)噪聲系數來(lái)表征;與之相對應的,若接收信號是均勻輻射譜,有用信號存在于兩個(gè)邊帶上,則需用雙邊帶(DSB)噪聲系數表示,在天文或遙感使用較多。由于鏡像噪聲的影響,單邊帶噪聲系數一般要高出3dB,故為了參數美觀(guān),大部分混頻器在不做特殊說(shuō)明的情況下僅將雙邊帶噪聲系數標示出來(lái),而實(shí)際應用中大部分是需要單邊帶噪聲系數作為重要參考的,這是大家需要注意的。
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