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一种用于76-81 GHz汽车雷达的CMOS毫米波下混频器

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红外与毫米波学报 2020年第4期39卷 441-446页

作者：饶晟瑀石春琦张润曦华东师范大学微电子电路与系统研究所上海200062

设计了一款用于76~81 GHz汽车雷达的CMOS毫米波正交下混频器,该混频器由前置放大、有源正交混频两部分构成。在前置放大器中,采用基于变压器的跨导增强技术改善了增益。在有源正交下混频器中,使用并联电感谐振结合交叉耦合管动态电流注... 详细信息

设计了一款用于76~81 GHz汽车雷达的CMOS毫米波正交下混频器,该混频器由前置放大、有源正交混频两部分构成。在前置放大器中,采用基于变压器的跨导增强技术改善了增益。在有源正交下混频器中,使用并联电感谐振结合交叉耦合管动态电流注入技术,消除跨导管与开关管之间的寄生电容,降低混频器噪声、提高转换增益。芯片采用55-nm CMOS工艺制造,测试结果表明,该下混频器3dB带宽为5.5 GHz,峰值转换增益4.1 dB,I/Q两路增益失配小于0.16 dB(50Ω负载条件),最小噪声系数19 dB,输入1dB压缩点-6 dBm,直流功耗40 mW,实现了优异的FOM值。

关键词：跨导增强动态电流注入寄生电容消除交叉耦合

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射频前端低噪声混频器芯片设计

射频前端低噪声混频器芯片设计

作者：李志恒电子科技大学

学位级别：硕士

无线通信技术和雷达的发展与应用都离不开性能优越的射频收发系统。混频器在射频收发系统中作为实现频率变换的模块起着举足轻重的作用。噪声作为衡量混频器性能的重要指标之一,在接收链路将直接影响接收机灵敏度的高低。低噪声下混频... 详细信息

无线通信技术和雷达的发展与应用都离不开性能优越的射频收发系统。混频器在射频收发系统中作为实现频率变换的模块起着举足轻重的作用。噪声作为衡量混频器性能的重要指标之一,在接收链路将直接影响接收机灵敏度的高低。低噪声下混频器将减轻前级低噪声放大器的设计压力。此外,在直接变频接收机中,混频器引入的闪烁噪声是一个相当严重的问题,过大的闪烁噪声将湮没基带信号,导致不能重建出原始信号。因此,研究与设计低噪声混频器具有重大意义。首先,本文调研了国内外关于低噪声混频器的研究历史与发展现状。然后再介绍混频器设计的基础知识,包括两种常见的接收机结构、混频器的工作原理、混频器常见分类方式和性能指标。最后,针对不同的问题和应用场景,设计了两款低噪声混频器。针对零中频接收机中存在的闪烁噪声问题,采用65nm CMOS工艺设计了一款高线性度低噪声混频器。在传统有源双平衡混频器的基础上,采用动态电流注入技术减小开关管引入的闪烁噪声,采用导数叠加技术提升混频器的线性度,通过巴伦实现射频和本振端的阻抗匹配和单转差的功能。通过合理的器件选型和版图布局,该混频器噪声系数在10k Hz为10.9dB,在100MHz为8.3dB。转换增益在工作频段内大于7.3dB,本振到射频端的隔离度大于46dBc。输入三阶交调点为0.1dBm。面向5.8GHz雷达系统采用GaAs HBT工艺设计了一款低噪声混频器。该混频器作为接收链路的第一级电路,为了实现低成本、低功耗以及良好的噪声性能,混频器采用有源单平衡的结构。跨导级通过源退化电感提高混频器的线性度和降低射频阻抗匹配网络设计难度。经过电路后仿真,噪声系数小于8.6dB,静态电流为3m A。测试表明小信号增益为19.8dB,输入1dB压缩点为-5.5dBm。之后,混频器单模块在5.8GHz雷达系统中应用的混频器的基础上,设计了传输线阻抗匹配网络实现本振端口的阻抗匹配。仿真结果表明,当外部本振信号源功率大于-6dBm,混频器单模块小信号增益为23.5dB,噪声系数小于7dB。因而混频器单模块无论是增益还是噪声系数都得到了较好的优化。

关键词：低噪声混频器动态电流注入传输线阻抗匹配

一种低1/f噪声CMOS混频器的分析和设计

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微处理机 2009年第2期30卷 17-19页

作者：徐凝华戴庆元朱红卫上海交通大学微纳米技术研究院上海200030 华虹NEC电子有限公司上海201203

通过分析混频器中噪声的产生机制,阐述了降低混频器1/f噪声的措施,设计了一种采用动态电流注入和谐振电感的可应用于零中频的低1/f噪声有源混频器。该混频器有很低的转角频率,NF在100kHz时仅为11.8dB,转换增益为14.5dB,IP3为-4.76dBm,... 详细信息

通过分析混频器中噪声的产生机制,阐述了降低混频器1/f噪声的措施,设计了一种采用动态电流注入和谐振电感的可应用于零中频的低1/f噪声有源混频器。该混频器有很低的转角频率,NF在100kHz时仅为11.8dB,转换增益为14.5dB,IP3为-4.76dBm,功耗为7.5mW。

关键词：混频器 1/f噪声闪烁噪声零中频动态电流注入

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应用于ISM频段的高线性混频器的设计

电子科技 2017年第6期30卷 63-65,72页

作者：孙波南京邮电大学电子科学与工程学院江苏南京210023

设计了一种用于ISM频段的正交下变频混频器。在普通的吉尔伯特混频器的基础上,优化电路结构,采用共栅跨作为混频器的导级,同时混频器采用共跨导级正交结构,并利用动态电流注入技术减小噪声和提高混频器的增益。设计采用SMIC 0.18μm CMO... 详细信息

设计了一种用于ISM频段的正交下变频混频器。在普通的吉尔伯特混频器的基础上,优化电路结构,采用共栅跨作为混频器的导级,同时混频器采用共跨导级正交结构,并利用动态电流注入技术减小噪声和提高混频器的增益。设计采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,1.8 V电压供电,仅消耗电流4 m A。仿真结果显示,混频器增益为10.16 d B,1 d B压缩点大约为0 d Bm,噪声系数为10.38 d B,电路性能参数满足预期要求。

关键词：共栅级跨导正交混频器动态电流注入线性度