下变频混频器 2

深亚微米器件建模与IP核研究项目报告人：刘东海项目负责人：李智群教授东南大学射频与光电集成电路研究所1CMOS下变频混频器分析与设计窄带下变频混频器主要指标要求设计指标指标要求所用工艺CSMC0.18umRFCMOS电源电压1.8V工作频率2.4~2.4835GHz输入1dB压缩点>-13dBm转换增益>5dB隔离度<-30dB噪声系数<13dB工作电流<1mA项目进度

1、已经完成下变频混频器方案设计2、已经初步完成混频器电路设计与仿真3、正在进行电路的优化，以满足指标要求图1-1吉尔伯特混频器电路图混频器主要电路模块采用双平衡吉尔伯特单元,各端口间隔离度好。采用了电流复用，以提高电压转换增益和降低噪声系数。采用源极负反馈技术，以提高线性度。吉尔伯特混频器仿真Mixer仿真示意图仿真条件：电源电压1.8V，源阻抗50Ω，负载阻抗5KΩ。电路仿真工具：CandenceSpectre

仿真结果——电压转换增益仿真pss+pxf仿真仿真条件：1.8V，TT，27℃，源阻抗50Ω，负载阻抗5KΩ。

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

fIF@2MHz,fLO@2.398GHz,fRF@2.4GHz电压转换增益为12.15dB(fLO@2.348GHz,fRF@2.35GHz);电压转换增益为12.01dB(fLO@2.398GHz,fRF@2.4GHz);仿真结果——电压转换增益仿真仿真条件：1.8V，TT，27℃，源阻抗50Ω，负载阻抗5KΩ。

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

fIF@2MHz,fLO@2.498GHz,fRF@2.5GHz电压转换增益为11.87dB(fLO@2.448GHz,fRF@2.45GHz);电压转换增益为11.73dB(fLO@2.498GHz,fRF@2.5GHz);仿真结果——噪声系数pnoise仿真仿真条件：1.8V，TT，源阻抗50Ω/200Ω，负载阻抗5KΩ。

fIF@2MHz,fLO@2.348GHz,fRF@2.35GHz噪声系数为14.82dB(@50Ω);噪声系数为10.89dB(@200Ω)仿真结果——噪声系数

fIF@2MHz,fLO@2.398GHz,fRF@2.4GHz噪声系数为14.94dB(@50Ω);噪声系数为11.01dB(@200Ω)仿真结果——噪声系数

fIF@2MHz,fLO@2.448GHz,fRF@2.45GHz噪声系数为15.05dB(@50Ω);噪声系数为11.13dB(@200Ω)仿真结果——噪声系数

fIF@2MHz,fLO@2.498GHz,fRF@2.5GHz噪声系数为15.37dB(@50Ω);噪声系数为11.25dB(@200Ω)PSS仿真。仿真条件：1.8V，TT，27℃，源阻抗50Ω，负载阻抗5KΩ。

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

fIF@2MHz,fLO@2.398GHz,fRF@2.4GHz仿真结果——输入1dB压缩点1dB压缩点为-11.93dBm(

fIF@2MHz,fLO@2.348GHz,fRF@2.35GHz);1dB压缩点为-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仿真结果——输入1dB压缩点1dB压缩点为-11.83dBm(

fIF@2MHz,fLO@2.448GHz,fRF@2.45GHz);1dB压缩点为-11.77dBm(

fIF@2MHz,fLO@2.498GHz,fRF@2.5GHz)仿真结果——发射通道本振抑制（LO-IF）仿真条件：fLO@2.398GHz,0dBm，fIF@2MHz发射通道的LO-IF抑制为153.8dBc，满足设计指标要求图1-6发射通道中频端口频谱仿真结果——发射通道本振抑制（LO-RF）仿真条件：fLO@2.398GHz,0dBm，fIF@2MHz发射通道的LO-RF抑制为157.7dBc，满足设计指标要求图1-7发射通道射频端口频谱窄带下变频混频器仿真结果和指标要求对比设计指标指标要求仿真结果仿真结果仿真结果仿真结果电源电压1.8V1.8V1.8V1.8V1.8V工作频率2.4~2.4835GHz2.35G2.4G2.45G2.5G输入1dB压缩点>-13dBm-11.93dBm-11.88dBm-11.83dBm-11.77dBm转换增益>5dB12.15dB12.01dB11.87dB11.73dB隔离度<-30dB-<-153.8dB--噪声系数<13dB10.89dB(@200Ω)14.82dB(@50Ω)11.01dB(@200Ω)14.94dB(@50Ω)11.13dB(@200Ω)15.05dB(@50Ω)11.25dB(@200Ω)15.37dB(@50Ω)工作电流<1mA826uA826uA826uA826uA设计指标指标要求TT，-40℃TT，27℃TT，70℃电源电压1.8V1.8V1.8V1.8V工作频率2.4~2.4835GHz2.4G2.4G2.4G输入1dB压缩点>-13dBm-14.02dBm-11.88dBm-11.10dBm转换增益>5dB4.23dB12.01dB13.6dB隔离度<-30dB-<-153.8dB-噪声系数<13dB14.49dB(@200Ω)18.85dB(@50Ω)11.01dB(@200Ω)14.94dB(@50Ω)10.87dB(@200Ω)14.54dB(@50Ω)工作电流<1mA289uA826uA1.24mA仿真结果——发射通道仿真结果小结-12Wafer级的RF性能监控谐振法测电感

测试电路的核心器件是Motoroia公司生产的VCO(压控振荡器)芯片MC1648。利用该芯片的压控特性，在其输出端③脚产生频率信号，以间接测量待测电感的Lx值。BB809是变容二极管