用于无线局域网的CMOS全集成发送器的研究与设计

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1、复旦人学硕士学位论文摘要近年以IEEE802．1lb为代表的无线局域网技术得到了迅猛发展，其应用领域不断扩大，迫切要求低成本、低功耗和小尺寸的解决方案。而CMOS工艺特征尺寸等比例缩小使得实现低成本、单片集成的射频收发器成为了可能。本论文给出了一个针对802．1lb标准的2．4GHz全集成发送器的设计。该发送器为直接转换结构，采用0．18ⅣmCMOS工艺实现，包含I／Q重构滤波器、I／Q可编程增益放大器、正交调制器和功率预放大器。论文的主要工作包括了从系统设计、电路设计、版图设计到流片测试在内的四个环节的工作，重点研究了无线发送器的系统设计

2、与构成模块的电路设计。设计的全集成发送器最大输出功率为．2．7dBm，载波抑制为一30dBc，边带抑制为一40dBc，输出最大功率时的发送峰值误差矢量幅度为13％，并提供4档输出功率，主要指标完全达到了802．11b的要求，国内尚未有类似的结果发表。包含焊盘整个发送器芯片面积为2．4mmx2mm，工作电压为1．8V，核心电路消耗电流为35mA。论文提出了一种高线性度、增益可调的正交调制器结构，该调制器采用一个高线性度、适合低电源电压工作的跨导作为其基带输入级，并采用双平衡结构以消除载波泄漏，测试显示该调制器的输入三阶交调点为25dBm。论文

3、设计了一一个高线性度、低功耗的功率预放大器，提出了利用A类放大器与C类放大器的补偿特性来提高线性度，并采用了全差分和共源共栅结构，以消除CMOS工艺在实现功率放大器方面的限制，该放大器输出三阶交凋点为25dBm，1．8V下消耗电流仅为10mA。论文采用了自上而下的设计方法，系统地完成从指标定义到电路设计的整个流程，发送器的测试结果与仿真结果取得比较好的一致性。关键词射频CMOS；直接转换发送器；无线局域网；802．1lb；误差矢量幅度；频谱罩；正交调制器；载波泄漏；功率放大器中图分类号：TN4AbstractInrecentyearsthe

4、rehasbeenanincreasinglyrapiddevelopmentinwirelessLANs(wLANs)characterizedbyIEEE802．1lb．ThatithasfoundSOwidespreaduseinmanywaysdemandslow—cost，low—powerandcompactsolutions．Withpersistentdecreaseinthefeaturesize，CMOStechnologyiscapableofenablingsuchalow—costimplementationofr

5、adio-frequency(RF)transceiversforWLANs，Thisthesisdemonstratesthedesignofafully—integrated2．4GHz，0．18卢mCMOSdirect—conversiontransmitterfor802．11bWLAN．ThetransmitterincludesI／Qreconstructionfilters，I／Qprogrammablegainamplifiers(PGAs)，aI／Qmodulatorandpoweramplifierdriver(PAD)

6、．Thethesiscoversthewholedesignflowincludingsystemdesign，circuitdesign，layoutdesignandmeasurementswithemphasisonsystemdesignofwirelesstransmitteranditsbuildingblockdesign．Thetransmitterachievesamaximumoutputpowerof一2．7dBm，acarriersuppressionof一30dBc，asidebandsuppressionof一4

7、0dBcandanerrorvectormagnitude(EVM)of13％atmaximumpowerandalsoprovidesfourpowerlevels．Thetransmittermeetsallmajorspecificationsofthestandard．Thechipoccupiesanareaof2．4mm×2mmincludingpadsanddraws45mAfroma1．8一Vpower-supply．Ahigh-linearity,variable—gainI／Qmodulatorisproposedwit

8、hahigh-linearitytranscondnctanceasitsinputstage．Alsoadouble-balancedconfigurationisutiliz