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高增益高線性度CMOS偶次諧波混頻器設計

作者: 時間:2011-01-20 來源:網(wǎng)絡 收藏

1. 4 其他設計考慮

根據(jù)參考文獻 , 我們在電路設計過程中做了以下考慮。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, MRFN 和MR FP 將進入弱反型區(qū), 當MRFN和MRFP都處于弱反型區(qū)時, 轉換增益將會急速增加, 但是同時, 線性度將急劇惡化。幸運的是, 我們可以通過增加LO 的功率來同時提高轉換增益和線性度。

這與吉爾伯特混頻器有所不同, 對于吉爾伯特結構來說, 增加LO功率只能使轉換增益增加, 但是線性度會惡化。所以在設計過程中, 必須考慮使用適當?shù)腖O 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(qū)來得到低功耗, 同時從電流復用對上補償線性度,并通過設置合適的LO功率得到適當?shù)霓D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進行了仿真?;祛l器工作在1. 8 V 電源電壓下, 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(diào)截至點( IIP3)隨本振功率和功率變化曲線。圖4( a)顯示了固定為- 30 dBm, 本振信號功率為- 5 dBm時轉換增益達最大為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 時開始下降, IIP3在- 11 dBm 到- 2. 297 dBm 波動。仿真結果顯示, 該混頻器具有高增益、高線性度的優(yōu)點。

增益和IIP3隨本振功率和射頻功率變化的曲線
增益和IIP3隨本振功率和射頻功率變化的曲線
圖4 增益和IIP3隨本振功率和射頻功率變化的曲線


關鍵詞: 射頻 信號 耦合

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