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随着3G无线通信技术的飞速发展,将会产生越来越多的无线用户,越来越丰富的无线服务以及越来越高的数据带宽要求,这将与有限的频谱资源之间产生突出矛盾。为了在有限的频谱范围内为更多用户提供高质量的服务,必须采用频谱利用率更高的传输技术,这需要高线性度电路的支持。
电路的非线性会带来增益压缩、信号阻塞和交调等效应。由于三阶交调分量(IM3)是所有奇次交调分量中最强的,并且与产生它们的信号频率最接近,无法用滤波器滤除,所以常常用输入三阶交调点(ⅡP3)的大小来衡量电路的线性度。
本文对线性度进行分析的主要工具为Volterra级数,利用其常用的方法--非线性电流源法对共源极单管CMOS射频放大器的线性度进行计算,最终得到了ⅡP3的解析公式,并通过Cadence SpetreRF的线性度仿真结果对其进行了验证;同时利用解析结果讨论了晶体管本身的线性度以及源极反馈阻抗和漏极负载阻抗对电路线性度的影响,以此作为后文对电路线性度进行优化的理论基础。然后采用目前常用的源极电感反馈结构设计了一款LNA,以此为原型,并借助之前理论分析的结果和非线性电流源法的计算过程,讨论了传统微分叠加方法和改进的微分叠加方法对LNA线性度的改善。最后结合独立栅双栅器件独特的结构和微分叠加方法的实现特点,提出了基于双栅器件的微分叠加方法,并在此基础上设计了一个高线性度的双栅混频器。