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1、2004年12月ChineseJournalofElectronDevicesDec.2004AHighlyLinearUp-conversionMixerin0.25μmCMOSTechnologyLIMing,TANGShou-long,LUOLan,HUANGCheng,SHILong-xing(NationalASICSystemEngineeringResearchCenter,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract:Thispaper
2、givesabriefintroductiontodouble-conversionreceiveranditsadvantages,anddesignsanup-conversionmixerfordouble-conversionDTVtunerin0.25μmCMOStechnology.Simulationresultsindicategoodperformancewith3dBconversiongain,and10dBmIIP3.Thegainvarietyislessthan0.5dBwi
3、thin50～860MHzrange.Themixerconsumes20mAcurrentinsingle3.3Vsupply.Thechipistestedandgoodfrequency-mixingisobserved.Keywords:up-conversionmixer;linearity;0.25μmCMOSEEACC:2570K高线性度上变频混频器设计李鸣,唐守龙,罗岚,黄成,时龙兴①(东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心,南京210096)摘要:首先介绍了二次变频接收机的架构及
4、其优点,随后采用Gilbert单元设计了适用于二次变频结构数字电视调谐器的上变频混频器。基于Chartered0.25μmCMOS工艺的仿真结果显示该混频器达到了良好的性能;转换增益为3dB,在50～860MHz的频率范围内增益变化小于0.5dB,IIP3为10dBm,在3.3V单电源下消耗20mA的电流。对实际样片的测试表明电路的混频功能良好。关键词:上变频混频器;线性度;0.25μmCMOS中图分类号:TN773文献标识码:A文章编号:1005-9490(2004)04-0603-04数字技术的飞速
5、发展,正在使广播电视事业Tuner)和有线调制解调器(CableModem发生着日新月异的变化。计算机、通信、网络、多媒Tuner)。本文第一部分介绍了二次变频接收机的体等技术的迅速成熟,使数字电视提前开始了进结构和工作原理,第二部分介绍了电路的拓扑结入家庭的阶段。构和工作原理,第三部分是电路基于SpectreRF目前射频前端芯片大都采用双极型的仿真结果,第四部分是芯片的版图和测试结果,(Bipolar)和BiCMOS工艺实现,随着深亚微米最后得出了结论。CMOS工艺的成熟及其相对较低的成本,它已成1二
6、次变频接收机为射频集成电路(RFIC)的研究热点之一。本文设计了一个高线性度的CMOS上变频在高清晰度数字电视(HDTV)、有线调制解混频器,其最高工作频率达到了2.20GHz。它适调器(cablemodem)等宽带通信系统中,经常采用[1]用于采用二次变频结构的电视调谐器(TV二次变频(double-conversion)的接收机架构。收稿日期:2004-07-23作者简介:李鸣(1979-),男,硕士研究生,主要从事CMOS射频集成电路设计,tral@seu.edu.cn;唐守龙(1979-),男,
7、博士研究生,主要从事CMOS射频集成电路设计。604电子器件27卷[3]和单变频结构相比,二次变频结构的接收机具有本文中的混频器采用Gilbert单元,如图3很高的选择性和镜像抑制功能。同时由于第一级所示,其中M1和M2是跨导管,它们把RF信号本振(LO)信号的工作频率高于接收的射频(RF)转化为电流;M3～M6在差分的本振信号控制下信号的频率范围,所以本振到有线系统中的泄漏轮流导通使电流交替通过这两组MOS开关管并也可以减小。二次变频结构更易于集成,有利于降在IF端形成差分的输出电压。采用电感负载可以
8、[2]低系统成本。有效的降低负载引入的噪声,而且电感不消耗直如图1所示,这是一个典型的二次变频接收流压降,因此可以提供更大的电压余度,同时电感机架构。有线电缆传输的宽带RF信号(54～负载与中频放大电路的输入电容构成LC网络,860MHz)经过低噪声放大器(LNA)放大后进入可滤除中频以外的干扰信号。上变频混频器(Mixer1),与第一本振(LO1)信号混频后把某一频率的RF信号变频至第一中频(IF1)。在我们的系统中IF1为1220MHz
