發(fā)布時間：2017-07-01 05:03

  本文關鍵詞：基于0.18μm CMOS工藝的低功耗衛(wèi)星移動通信發(fā)射機芯片設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：衛(wèi)星移動通信是指移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間利用衛(wèi)星轉發(fā)實現區(qū)域或全球通信。與其他類型的通信方式相比,衛(wèi)星移動通信具有覆蓋范圍廣、不受地形或地面技術設施限制、線路穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。既可提供適用于民用通信的語音、傳真、數據等服務,也適用于軍事通信。目前國外先后一共推出了十余種全球或區(qū)域的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),在此國際背景下,我國也急需推出自己的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。其中,高系統(tǒng)集成度的收發(fā)芯片是地面移動端最為關鍵的部分。本文先介紹了國內外移動通信芯片的技術現狀,指出SOC是現在芯片領域的主要發(fā)展方向。在分析比較了現有的幾種常用發(fā)射機方案的優(yōu)缺點后,根據課題要求,以及從復雜度、可集成度、線性度等方面考慮,作者所在課題組提出了一種直接變頻式發(fā)射機方案,采用TSMC 0.18μm Mixed-Signal 1p5m工藝進行設計,由四個關鍵模塊組成:數模轉換器(DAC)、數控基帶濾波器(BBF)、正交混頻器(Mixer)、驅動放大器(DA),本文作者完成了其中DAC、BBF、Mixer三個模塊的電路設計。本文根據發(fā)射機的總體系統(tǒng)指標參數,給出了各模塊電路分別應達到的指標,并詳細介紹了各模塊電路的電路設計:(1)先分別介紹了CMOS工藝下幾種基本數模轉換器(DAC)的結構及影響數模轉換器(DAC)性能的靜態(tài)、動態(tài)參數。最終本文選取R-2R階梯電阻型DAC結構,設計了一款差分式IQ兩路的DAC,分成數字鎖存、恒流源、電流開關、電阻網絡、電流-電壓轉換等幾個部分。在不同溫度、不同工藝角下仿真了DAC的差分非線性誤差、積分非線性誤差、無動態(tài)雜散等指標,均滿足設計要求。(2)設計了一個帶寬、增益均數字可控的基帶濾波器,分成數控濾波單元、數控增益單元兩個部分。其中數控濾波單元實現了0.5MHz、1MHz、2MHz三個帶寬數控切換;數控增益單元實現了2dB增益步進及12dB增益動態(tài)范圍。對基帶濾波器進行了整體仿真,滿足設計要求。(3)設計了一個IQ調制上變頻混頻器,采用吉爾伯特單元構成雙平衡混頻器,本振驅動為兩路差分正交信號,射頻輸出為電流形式。文章針對由于中頻輸入級的線性度較差而造成的非線性,設計了一個負反饋結構的線性化跨導,仿真結果表明,具有較好的線性度。
【關鍵詞】：SOC 數模轉換器 數控基帶濾波器 正交混頻器
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN927.23
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 背景研究10-11
• 1.2 移動通信芯片的研究現狀11-15
• 1.3 論文的研究內容與組織結構15-17
• 第二章 發(fā)射機系統(tǒng)架構及指標分析17-24
• 2.1 發(fā)射機系統(tǒng)架構17-19
• 2.2 發(fā)射機關鍵指標分析19-21
• 2.3 模塊指標分配21-23
• 2.4 本章小結23-24
• 第三章 發(fā)射機中數模轉換器（DAC）單元的設計24-59
• 3.1 數模轉換器基本工作原理24-25
• 3.2 數模轉換器（DAC）的主要性能參數25-31
• 3.2.1 靜態(tài)精度25-28
• 3.2.2 動態(tài)性能參數28-31
• 3.3 數模轉換器的結構31-35
• 3.3.1 數模轉換器的基本結構31-32
• 3.3.2 電阻分壓型數模轉換器32
• 3.3.3 權電阻型數模轉換器32-33
• 3.3.4 權電流型數模轉換器33-34
• 3.3.5 權電荷型數模轉換器34-35
• 3.3.6 R-2R梯形電阻型數模轉換器35
• 3.4 R-2R梯形電阻型DAC的設計35-58
• 3.4.1 DAC整體結構36-37
• 3.4.2 DAC中數字電路部分37-40
• 3.4.3 DAC中恒流源設計40-44
• 3.4.4 DAC中電流切換開關的設計44-47
• 3.4.5 DAC中R-2R電阻網絡的設計47-48
• 3.4.6 DAC中輸出級電流轉電壓電路設計48-53
• 3.4.7 DAC整體仿真53-58
• 3.5 本章小結58-59
• 第四章 數控濾波器設計59-81
• 4.1 數控濾波單元59-74
• 4.1.1 電路結構的選擇60-63
• 4.1.2 Tow-Thomas型有源RC濾波器63-64
• 4.1.3 開關切換電容模塊64-65
• 4.1.4 差分運算放大器的設計65-72
• 4.1.5 三階Tow-Thomas型巴特沃茲濾波器整體仿真72-74
• 4.2 數控增益放大單元74-77
• 4.3 數控濾波器整體仿真77-80
• 4.4 本章小結80-81
• 第五章 IQ調制上變頻混頻器設計81-90
• 5.1 混頻器基本原理81-82
• 5.2 兩種基本結構82-83
• 5.3 IQ調制混頻器設計83-87
• 5.4 IQ調制上變頻混頻器整體仿真87-89
• 5.5 本章小結89-90
• 第六章 芯片測試、總結與展望90-97
• 6.1 芯片測試90-94
• 6.2 總結94-96
• 6.3 展望96-97
• 致謝97-98
• 參考文獻98-102
• 攻碩期間取得的研究成果102-103

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前3條

1 龔正;馮軍;;0.18μm CMOS可編程增益放大器[J];電子器件;2006年04期

2 趙琦;李冉;邱東;易婷;Bill Yang Liu;洪志良;;A 14-bit 1-GS/s DAC with a programmable interpolation filter in 65 nm CMOS[J];Journal of Semiconductors;2013年02期

3 李恩玲,褚蒙,周如培;射頻CMOS混頻器的設計[J];微電子學;2005年02期

中國碩士學位論文全文數據庫 前1條

1 馬彪;12位超低功耗電流與電阻分壓組合結構CMOS DAC的設計[D];中國科學院深圳先進技術研究院;2013年

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本文編號：504620