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本文针对应用于WLAN系统中的发射机进行了研究和设计,该发射机为直接上变频结构,由上变频混频器、前置功率放大器、本振信号缓冲器和滤波器等模块组成。根据IEEE802.11b标准的规定,推导出了各模块的性能指标。在提高集成度、降低功耗的前提下,基于CMOS工艺完成了上变频混频器和前置功率放大器两个主要模块的设计。
对上变频混频器的设计,首先分析了混频器的工作原理和性能指标,然后对比了各种结构的优劣。本文采用一种双平衡的Gilbert单元结构,这种结构可以很好的解决本振信号的馈通问题,能消去本振信号和射频信号的所有偶次谐波。电路仿真结果表明,噪声系数NF为13dB,输入三阶交调点ⅡP3为14dBm。在前置功率放大器的设计中,首先对片上螺旋电感进行了研究,总结出了设计片上螺旋电感应该遵循的原则。功率放大器采用了A类工作模式,以满足系统对线性度的要求,最大输出功率为1.5dBm,很好的实现了系统要求。
整个发射机采用SMIC0.25μmCMOS工艺,2.5V电源电压。电路仿真是在Cadence公司的AffirmaRFSimulator环境下完成的,版图设计运用了Cadence公司的virtuoso工具。