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高增益高線(xiàn)性度CMOS偶次諧波混頻器設計
作者：
時(shí)間：2011-01-20
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1. 4 其他設計考慮
根據參考文獻 ， 我們在電路設計過(guò)程中做了以下考慮。從轉換增益考慮， △VLO必須較小， 而 βRFN和 βRFP必須較大。當 βRFN和βRFP大到一定程度時(shí)， MRFN 和MR FP 將進(jìn)入弱反型區， 當MRFN和MRFP都處于弱反型區時(shí)， 轉換增益將會(huì )急速增加， 但是同時(shí)， 線(xiàn)性度將急劇惡化。幸運的是， 我們可以通過(guò)增加LO 的功率來(lái)同時(shí)提高轉換增益和線(xiàn)性度。
這與吉爾伯特混頻器有所不同， 對于吉爾伯特結構來(lái)說(shuō)， 增加LO功率只能使轉換增益增加， 但是線(xiàn)性度會(huì )惡化。所以在設計過(guò)程中， 必須考慮使用適當的LO 功率和△VLO， 電流復用對晶體管的尺寸和偏置要折中。我們可以設置偏置， 使△VLO處于弱反型區來(lái)得到低功耗， 同時(shí)從電流復用對上補償線(xiàn)性度，并通過(guò)設置合適的LO功率得到適當的轉換增益。
2 電路仿真
本文混頻器電路設計基于SM IC0. 18 m 標準CMOS工藝庫， 運用ADS進(jìn)行了仿真?；祛l器工作在1. 8 V 電源電壓下， 射頻輸入頻率1. 575 GH z， 功率為- 30 dBm; 本振頻率789. 5 MH z， 功率為- 5 dBm。
圖4給出了轉換增益和三階交調截至點(diǎn)( IIP3)隨本振信號功率和射頻信號功率變化曲線(xiàn)。圖4( a)顯示了固定射頻信號為- 30 dBm， 本振信號功率為- 5 dBm時(shí)轉換增益達最大為20. 848 dB; 本振信號功率從- 8 dBm到- 5 dBm， IIP3緩慢增加到- 3 dBm， 然后開(kāi)始下降。圖4 ( b) 顯示了固定本振信號功率為- 5 dBm， 轉換增益在射頻輸入信號大于- 20 dBm 時(shí)開(kāi)始下降， IIP3在- 11 dBm 到- 2. 297 dBm 波動(dòng)。仿真結果顯示， 該混頻器具有高增益、高線(xiàn)性度的優(yōu)點(diǎn)。
增益和IIP3隨本振功率和射頻功率變化的曲線(xiàn)
圖4 增益和IIP3隨本振功率和射頻功率變化的曲線(xiàn)
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