下變頻混頻器 2

深亞微米器件建模與IP核研究項目報告人：劉東海項目負責人：李智群教授東南大學射頻與光電集成電路研究所1CMOS下變頻混頻器分析與設計窄帶下變頻混頻器主要指標要求設計指標指標要求所用工藝CSMC0.18umRFCMOS電源電壓1.8V工作頻率2.4~2.4835GHz輸入1dB壓縮點>-13dBm轉換增益>5dB隔離度<-30dB噪聲系數<13dB工作電流<1mA項目進度

1、已經完成下變頻混頻器方案設計2、已經初步完成混頻器電路設計與仿真3、正在進行電路的優(yōu)化，以滿足指標要求圖1-1吉爾伯特混頻器電路圖混頻器主要電路模塊采用雙平衡吉爾伯特單元,各端口間隔離度好。采用了電流復用，以提高電壓轉換增益和降低噪聲系數。采用源極負反饋技術，以提高線性度。吉爾伯特混頻器仿真Mixer仿真示意圖仿真條件：電源電壓1.8V，源阻抗50Ω，負載阻抗5KΩ。電路仿真工具：CandenceSpectre

仿真結果——電壓轉換增益仿真pss+pxf仿真仿真條件：1.8V，TT，27℃，源阻抗50Ω，負載阻抗5KΩ。

fIF@2MHz,fLO@2.348GHz,fRF@2.35GHz

fIF@2MHz,fLO@2.398GHz,fRF@2.4GHz電壓轉換增益為12.15dB(fLO@2.348GHz,fRF@2.35GHz);電壓轉換增益為12.01dB(fLO@2.398GHz,fRF@2.4GHz);仿真結果——電壓轉換增益仿真仿真條件：1.8V，TT，27℃，源阻抗50Ω，負載阻抗5KΩ。

fIF@2MHz,fLO@2.448GHz,fRF@2.45GHz

fIF@2MHz,fLO@2.498GHz,fRF@2.5GHz電壓轉換增益為11.87dB(fLO@2.448GHz,fRF@2.45GHz);電壓轉換增益為11.73dB(fLO@2.498GHz,fRF@2.5GHz);仿真結果——噪聲系數pnoise仿真仿真條件：1.8V，TT，源阻抗50Ω/200Ω，負載阻抗5KΩ。

fIF@2MHz,fLO@2.348GHz,fRF@2.35GHz噪聲系數為14.82dB(@50Ω);噪聲系數為10.89dB(@200Ω)仿真結果——噪聲系數

fIF@2MHz,fLO@2.398GHz,fRF@2.4GHz噪聲系數為14.94dB(@50Ω);噪聲系數為11.01dB(@200Ω)仿真結果——噪聲系數

fIF@2MHz,fLO@2.448GHz,fRF@2.45GHz噪聲系數為15.05dB(@50Ω);噪聲系數為11.13dB(@200Ω)仿真結果——噪聲系數

fIF@2MHz,fLO@2.498GHz,fRF@2.5GHz噪聲系數為15.37dB(@50Ω);噪聲系數為11.25dB(@200Ω)PSS仿真。仿真條件：1.8V，TT，27℃，源阻抗50Ω，負載阻抗5KΩ。

fIF@2MHz,fLO@2.348GHz,fRF@2.35GHz

fIF@2MHz,fLO@2.398GHz,fRF@2.4GHz仿真結果——輸入1dB壓縮點1dB壓縮點為-11.93dBm(

fIF@2MHz,fLO@2.348GHz,fRF@2.35GHz);1dB壓縮點為-11.88dBm(fIF@2MHz,fLO@2.398GHz,fRF@2.4GHz)

fIF@2MHz,fLO@2.448GHz,fRF@2.45GHz

fIF@2MHz,fLO@2.498GHz,fRF@2.5GHz仿真結果——輸入1dB壓縮點1dB壓縮點為-11.83dBm(

fIF@2MHz,fLO@2.448GHz,fRF@2.45GHz);1dB壓縮點為-11.77dBm(

fIF@2MHz,fLO@2.498GHz,fRF@2.5GHz)仿真結果——發(fā)射通道本振抑制（LO-IF）仿真條件：fLO@2.398GHz,0dBm，fIF@2MHz發(fā)射通道的LO-IF抑制為153.8dBc，滿足設計指標要求圖1-6發(fā)射通道中頻端口頻譜仿真結果——發(fā)射通道本振抑制（LO-RF）仿真條件：fLO@2.398GHz,0dBm，fIF@2MHz發(fā)射通道的LO-RF抑制為157.7dBc，滿足設計指標要求圖1-7發(fā)射通道射頻端口頻譜窄帶下變頻混頻器仿真結果和指標要求對比設計指標指標要求仿真結果仿真結果仿真結果仿真結果電源電壓1.8V1.8V1.8V1.8V1.8V工作頻率2.4~2.4835GHz2.35G2.4G2.45G2.5G輸入1dB壓縮點>-13dBm-11.93dBm-11.88dBm-11.83dBm-11.77dBm轉換增益>5dB12.15dB12.01dB11.87dB11.73dB隔離度<-30dB-<-153.8dB--噪聲系數<13dB10.89dB(@200?)14.82dB(@50?)11.01dB(@200?)14.94dB(@50?)11.13dB(@200?)15.05dB(@50?)11.25dB(@200?)15.37dB(@50?)工作電流<1mA826uA826uA826uA826uA設計指標指標要求TT，-40℃TT，27℃TT，70℃電源電壓1.8V1.8V1.8V1.8V工作頻率2.4~2.4835GHz2.4G2.4G2.4G輸入1dB壓縮點>-13dBm-14.02dBm-11.88dBm-11.10dBm轉換增益>5dB4.23dB12.01dB13.6dB隔離度<-30dB-<-153.8dB-噪聲系數<13dB14.49dB(@200?)18.85dB(@50?)11.01dB(@200?)14.94dB(@50?)10.87dB(@200?)14.54dB(@50?)工作電流<1mA289uA826uA1.24mA仿真結果——發(fā)射通道仿真結果小結-12Wafer級的RF性能監(jiān)控諧振法測電感

測試電路的核心器件是Motoroia公司生產的VCO(壓控振蕩器)芯片MC1648。利用該芯片的壓控特性，在其輸出端③腳產生頻率信號，以間接測量待測電感的Lx值。BB809是變容二極管