摘要。本文提出了一种基于动态阈值 MOSFET (DTMOS) 的下变频吉尔伯特混频器,用于采用 UMC 180 nm CMOS 工艺的医疗植入通信服务 (MICS) 接收器设计。电流源辅助器和开关偏置技术用于提高基于 DTMOS 的吉尔伯特混频器的性能。所提出的设计在 403 MHz 的射频 (RF) 下工作,在 5 dBm 的 LO 功率下最大变频增益为 12.5 dB。所提出的设计的 1 dB 压缩点和三阶输入截点 (IIP3) 分别为 - 8.79 dBm 和 3.92 dBm,噪声系数 (NF) 在 10 MHz 中频 (IF) 下为 6.6 dB。该设计电路在 0.9 V 电源电压下工作,直流功耗为 0.55 mW,芯片面积为 0.035 9 0.037 mm 2。因此,这种具有高转换增益和更好噪声性能的设计是适合 MICS 应用的模块。
提出了一种采用 180 nm CMOS 工艺的上变频混频器。本研究详细阐述了几种混频器的类型、混频器的性能参数、混频器的拓扑结构以及提高混频器性能的设计技术。主要目的是提高增益、增加线性度和噪声系数。有四种金属层可供设计。对以前发表的研究进行了比较,并提出了低功耗混频器的最佳拓扑结构。关键词:混频器,噪声系数,变频增益,CMOS 1. 简介超宽带 (UWB) 系统是无线通信的主要技术之一。混频器是将 RF 信号转换为基带信号的关键。混频器是 RF 通信系统中最重要的元件之一。当两个不同的输入频率插入另外两个端口时,它被设计为在单个输出端口产生和频和差频。插入两个输入端口的两个信号通常是本振信号和输入(对于接收器)或输出(对于发射器)信号。要产生新频率(或新频率),需要非线性设备。射频混频器本质上是一种将信号从一个频率移到另一个频率的设备。混频器产生输入频率、LO 频率及其互调产物的谐波。这些谐波增加了混频器的非线性。设计混频器的基本目标是抑制谐波。理想的混频器是一个乘法器电路。理想的混频器将一个载波频率周围的调制转换到另一个载波频率。由于混频器是一种非线性设备,因此它无法执行频率转换。
通过四波混频产生光对波分复用 (WDM) 这一快速发展的电信领域有着严重影响。WDM 系统使用多个通道(通常为 16 或 32 个)通过光纤发送数据,每个通道都有自己的指定频率。如果两个或多个通道通过四波混频相互作用,则将以新频率产生光功率,但代价是原始通道的功率降低。这种功率损失使得在光纤远端正确检测这些通道中的数字数据变得更加困难,从而更容易出错。更严重的后果是,两个或三个通道之间的 FWM 产生的光的频率与其他分配的通道之一一致。然后,FWM 产生的光会在该通道上充当噪声,导致整个系统性能进一步下降。因此,采取措施避免多通道光通信系统中的四波混频非常重要。通过确保不发生相位匹配,可以最大限度地减少 WDM 系统中的四波混频。这可以通过使用多种方法来实现,包括不均匀间隔通道和在通道以不同速度传播的波长下操作。第 2 节将更详细地讨论此主题。
通过四波混频产生光对波分复用 (WDM) 这一快速发展的电信领域有着严重影响。WDM 系统使用多个通道(通常为 16 或 32 个)通过光纤发送数据,每个通道都有自己的指定频率。如果两个或多个通道通过四波混频相互作用,则将以新频率产生光功率,但代价是原始通道的功率降低。这种功率损耗使得在光纤远端正确检测这些通道中的数字数据变得更加困难,从而更容易出错。更严重的后果是,两个或三个通道之间的 FWM 产生的光的频率与其他分配的通道之一一致。然后,FWM 产生的光会在该通道上充当噪声,导致整个系统性能进一步下降。因此,采取措施避免多通道光通信系统中的四波混频非常重要。通过确保不发生相位匹配,可以最大限度地减少 WDM 系统中的四波混频。这可以通过使用多种方法来实现,包括不均匀地间隔通道和在通道以不同速度传播的波长下操作。第 2 节将更详细地讨论此主题。