一款低噪声卫星导航接收机射频前端的设计

基于0.18tm RF CMOS工艺,采用低中频系统结构,设计了一款可应用于全球定位导航系统(GPS) L1频段和北斗二代(BD2) B1频段的低噪声卫星导航接收机的射频模拟前端芯片.该前端包括低噪声放大器、无源混频器、中频放大器、复数带通滤波器和数控可变增益放大器.其中低噪声放大器采用电流舵技术,与无源混频器一起,提高了射频前端的1 dB压缩点输入功率(Pi(1dB)),有效地改善了系统的线性度.测试结果显示,在GPS L1频点,系统的最大增益107.2 dB,噪声系数达到1.8 dB,动态增益66 dB,镜像抑制比约为39.54 dB,Pi(1dB)为-41 dBm,电源为1.8V时,消耗电流16 mA,芯片面积1.7 mm×0.8 mm.     

一种应用于GNSS/蜂窝网混合定位接收机的多标准频率合成器

A fully integrated hybrid integer/fractional frequency synthesizer is presented.With a single multiband voltage-controlled-oscillator(VCO),the frequency synthesizer can support GPS,Galileo,Compass and TDSCDMA standards.Design is carefully performed to trade off power,die area and phase noise performance.By reconfiguring between the integer mode and fractional mode,different frequency resolution requirements and a constant loop bandwidth for each standard can be achieved simultaneously.Moreover,a long sequence length,reduced hardware complexity multi-stage-noise-shaping(MASH).-.modulator is employed to reduce fractional spur in the fractional mode.Fabricated in a 0.18 m CMOS technology,the frequency synthesizer occupies an active area of 1.48 mm2 and draws a current of 13.4-16.2 mA from a 1.8 V power supply.The measured phase noise is lower than-80 dBc/Hz at 100 kHz offset and-113 to-124 dBc/Hz at 1 MHz offset respectively,while the measured reference spur is-71 dBc in integer mode and the fractional spur is-65 dBc in fractional mode.     

一种带有25%占空比本振采用130 nmCMOS工艺应用于LTE直接变频无声表滤波器接收机设计

A CMOS long-term evolution(LTE) direct convert receiver that eliminates the interstage SAW filter is presented.The receiver consists of a low noise variable gain transconductance amplifier(TCA),a quadrature passive current commutating mixer with a 25%duty-cycle LO,a trans-impedance amplifier(TIA),a 7th-order Chebyshev filter and programmable gain amplifiers(PGAs).A wide dynamic gain range is allocated in the RF and analog parts.A current commutating passive mixer with a 25%duty-cycle LO improves gain,noise,and linearity. An LPF based on a Tow-Thomas biquad suppresses out-of-band interference.Fabricated in a 0.13μm CMOS process,the receiver chain achieves a 107 dB maximum voltage gain,2.7 dB DSB NF(from PAD port),-11 dBm 11P3,and>+65 dBm UP2 after calibration,96 dB dynamic control range with 1 dB steps,less than 2%error vector magnitude(EVM) from 2.3 to 2.7 GHz.The total receiver(total I Q path) draws 89 mA from a 1.2-V LDO on chip supply.     

基于北斗、GPS双模双通道的镜像抑制接收机射频前端设计

This paper introduces a fully integrated low power consumption radio receiver frontend circuit for a Compass(Beidou) and GPS dual mode dual channel system with 2.5 dB NF,1.02 mm~2 areas,and 8 mA of current in 0.18μm TSMC CMOS process.Except for a few passive components for input matching,other components such as an off-chip low noise amplifier or a balun are not required.With a non-tunable passive image rejection filter,the receiver frontend can achieve around 60 dB gain and 34 dB image rejection.     

一种多模GNSS接收机系统时间偏差求解方法

系统时间偏差是在多模卫星导航接收机中兼容和互操作方面的一个重要问题.传统的方法在多模接收机主Kalman滤波器中增加一个时间偏差状态量,数据融合的同时解决系统时间偏差问题.这种处理方法需要在主Kalman滤波器中对不同系统的测量值分别处理.考虑到卫星系统时间差和信号硬件延迟相对缓变这一事实,提出了一种新的系统时间互操作方法.利用一个独立运作的Kalman滤波器实时估计系统时差,这样接收机的主滤波器不需要增加新状态,测量矩阵构建时可以对不同系统测量值同样对待.经过GPS/BD多模接收机实际信号的对比测试验证,新方法与传统方法相比性能相当.     

应用于TD-LTE接收机射频前端的一种AGC电路

基于可变增益放大器AD8367,结合线性检波器AD8361和误差放大器AD820,为TD-LTE接收机射频前端设计了一个自动增益控制(AGC)电路,实物测试显示该AGC电路能在输入信号频率为240MHz,输入信号功率为-40dBm到-10dBm时,输出信号功率能稳定在0dBm处,分析了该AGC电路噪声对接收机整体噪声的影响,满足系统指标的要求。设计思维简洁,电路结构简单,可以方便地调节输出电平值,确保接收机正常工作。     

一种应用于全球导航卫星系统接收机的低功耗宽带压控振荡器

该文设计了一种应用于全球导航卫星系统(GNSS)射频接收芯片的新型低功耗小面积宽频率调节范围的压控振荡器(VCO)。根据全波段GNSS信号的特点,将VCO分成两个离散的频率工作区域,可分别对这两个区域进行功耗、相位噪声的优化,减小了VCO结构的复杂度,并节省了芯片面积。利用调谐曲线线性化技术,克服了传统的VCO控制电压有效调节范围窄的问题,使VCO在整个控制电压范围内调节曲线线性,减小了幅度调制转频率调制(AM-FM),降低了相位噪声。测试结果显示,该VCO频率调节范围为49.5%,控制电压在0.1~0.9 V内,VCO增益(KVCO)恒定,当频率偏移为1 MHz时相位噪声小于-120 dBc/Hz,消耗电流2 mA,占用芯片面积为0.24mm2。提出的VCO在0.13μm 1P6M工艺上实现,已成功应用于全波段GNSS接收机中。     

一种应用于双通道卫星导航接收机的高效率低噪声电源解决方案

本文提出了一种应用于双通道卫星导航接收机的高效率低噪声电源解决方案,主要包括降压型DC-DC转换器和低压差稳压器。为了获得更好的噪声抑制和抗干扰性能,应用脉冲宽度调制(PWM)作为DC-DC转换器的控制方式。提出了一种改进的低功耗PWM控制电路,通过周期性的关断跨导放大器,将转换器的平均静态功耗降低了一半,并且具有较高的工作频率。针对双通道接收机的特点,对输出级功率管的尺寸进行了优化,使效率最优。另外,提出了一种基于限流原理的新型软启动电路,无须使用片外大电容或数模转换器,降低了设计复杂度。电路使用180nm CMOS工艺流片,测试结果显示,DC-DC转换器在2MHz的工作频率下拥有最高93.1%的转换效率,整个双通道接收机在3.3V电源供电下仅消耗电流20.2mA。     

一种新型超高频射频识别射频前端电路设计

设计了一种低功耗高线性度的新型超高频射频识别射频前端电路.在LNA的设计中,通过在输入端采用二阶交调电流注入结构以提高线性度,在输出端采用开关电容结构以实现工作频率可调;在混频器的设计中,在输入端采用同LNA相同的方法以提高线性度,而在输出端采用动态电流注入结构以降低噪声.该电路采用0.18μmCMOS工艺,供电电压为1.2V,仿真结果如下:输入阻抗S11为-23.98dB,IIP3为5.05dBm,整个射频前端电路的增益为10dB.     

一种超外差接收机的射频前端设计

介绍了超外差接收机的基本原理,并给出一种应用于6～18 GHz测频接收机射频前端的设计,通过分析其杂散来源介绍了射频前端的混频方案.     

一款多模全球导航卫星系统接收机CMOS压控振荡器设计

本文介绍了一款应用在多模全球导航卫星系统中Σ-Δ小数频率合成器的压控振荡器的设计,压控振荡器采用双级积累模式可变电容器件。基于对调谐开关寄生电容的分析,压控振荡器优化了频率覆盖范围和调谐线性度,频率覆盖了GPS和北斗频段。压控振荡器采用了TSMC CMOS 0.18μm工艺,覆盖了GPS L1,BD B1/B2/B3频段的同时采用了线性化调谐技术,优化了相位噪声。恒定的VCO增益特性进一步提供了宽的电压调整范围,提高了环路的稳定性。     

抗干扰导航接收机射频前端线性度优化设计

针对干扰条件下无自动增益控制(AGC)电路的卫星导航接收机射频前端的设计,在给定A/D采样芯片和混频器的条件下,根据抗干扰需求,提出了线性度指标的优化设计方法,得出了各级电路的增益、1dB压缩点、三阶交调截点和噪声系数的求解方法,以此指导器件选型。根据此优化设计方法,设计了某卫星导航系统的一种接收机射频前端,达到预期抗干扰效果,证明此方法有效可行。     

A switch‐controlled multimode narrowband receiver RF front‐end

This work illustrates a flexible and convenient method to build a multimode narrowband receiver RF front‐end by means of controlled switches, switched capacitors, and switched inductors. The front‐end comprises a dual‐gain‐mode narrowband low‐noise amplifier (LNA) and a dual‐linearity‐mode mixer. A four‐mode receiver RF front‐end constructed with the dual‐gain‐mode LNA and the dual‐linearity‐mode mixer operating in frequency band range from 1800 to 2050 MHz was demonstrated with an IBM 90‐nm CMOS process. The front‐end achieves a 1/1.6 dB noise figure, 30/20 dB power gain, and 16/?10 dBm third‐order input intercept point while draws a 5.9/3.6 mA current from a 1.8‐V supply voltage at the low noise mode and high linearity mode, respectively. The proposed technique can be employed to build an intelligent mobile system.     

七通道抗干扰GNSS接收机射频前端设计

针对目前全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)普遍存在的抗干扰能力弱的突出问题,研制了一款七通道抗干扰GNSS接收机,通过利用多模组合导航抗干扰技术及级联/组合空域、时域与频域等多重抗干扰技术来应对复杂电磁环境应用的需求.重点介绍了抗干扰GNSS接收机射频前端...     

一个应用于卫星导航接收机的低功耗可配置双频多模射频前端

本文给出了一个应用于GPS、北斗、伽利略和Glonass四种卫星导航接收机的高性能双频多模射频前端。该射频前端主要包括有可配置的低噪声放大器、宽带有源单转双电路、高线性度的混频器和带隙基准电路。详细分析了寄生电容对源极电感负反馈低噪声放大器输入匹配的影响,通过在输入端使用两个不同的LC匹配网络和输出端使用开关电容的方法使低噪声放大器可以工作在1.2GHz和1.5GHz频带。同时使用混联的有源单转双电路在较大的带宽下仍能获得较好的平衡度。另外,混频器采用MGTR技术在低功耗的条件下来获得较高的线性度,并不恶化电路的其他性能。测试结果表明：在1227.6MHz和1557.42MHz频率下,噪声系数分别为2.1dB和2.0dB,增益分别为33.9dB和33.8dB,输入1dB压缩点分别0dBm和1dBm,在1.8V电源电压下功耗为16mW。     

基于90nm CMOS工艺的60GHz射频接收前端电路设计

设计了一款用于中国60 GHz标准频段的射频接收前端电路。该射频接收前端采用直接变频结构,将59～64 GHz的微波信号下变频至5～10 GHz的中频信号。射频前端包括一个四级低噪声放大器和电流注入式的吉尔伯特单平衡混频器。LNA设计中考虑了ESD的静电释放路径。后仿真表明,射频接收前端的转换增益为13.5～17.5 dB,双边带噪声因子为6.4～7.8 dB,输入1 dB压缩点为-23 dBm。电路在1.2 V电源电压下功耗仅为38.4 mW。该射频接收前端电路采用IBM 90 nm CMOS工艺设计,芯片面积为0.65 mm2。     

无线收发前端小型化巴伦的研究

针对射频前端的小型化巴伦展开研究,在理论分析上,从变压器型巴伦的原理出发,将电磁场数值方法和微波网络理论相结合,将标准散射（S）参数和混合散射（S）参数相结合,提出了新颖的巴伦特性的理论研究方法;在实际应用上,利用高阻性硅基集成无源器件（Integrated Passive Device,IPD）技术,经过电磁仿真和优化,设计和制作了基于交叉耦合平面螺旋线结构的小型化变压器型巴伦.巴伦的尺寸仅为1.85 mm×1.6 mm,10 dB单端回波损耗带宽为2.07~2.80 GHz,频带内插入损耗小于0.98 dB,差分对幅度失配小于0.43 dB,相位失配小于3.8°,仿真结果得到了实验验证.     

LT5527型RF混频器及其在3G无线基站接收器中的应用

LT527是Linear公司推出的一款高线性度有源下变频RF混频器,最高工作频率可达3.7GHz,转换增益、IIP3线性度以及噪声指标均符合3G蜂窝基站和其它高性能无线基础设施接收器的动态范围要求,能大幅度降低3G蜂窝基站的成本和简化设计.介绍LT5527的性能及特点,阐述其在3G无线基站接收器中的应用设计.     

Dual-band RF receiver for GPS-L1 and compass-B1 in a 55-nm CMOS

A fully integrated dual-band RF receiver with a low-IF architecture is designed and implemented for GPS-L 1 and Compass-Bl in a 55-nm CMOS process. The receiver incorporates two independent IF channels with 2 or 4 MHz bandwidth to receive dual-band signals around 1.57 GHz respectively. By implementing a flexible frequency plan, the RF front-end and frequency synthesizer are shared for the dual-band operation to save power consumption and chip area, as well as avoiding LO crosstalk. A digital automatic gain control （AGC） loop is utilized to improve the receiver＇s robustness by optimizing the conversion gain of the analog-to-digital converter （ADC）. While drawing about 20 mA per channel from a 1.2 V supply, this RF receiver achieves a minimum noise figure （NF） of about 1.8 dB, an image rejection （IMR） of more than 35 dB, a maximum voltage gain of about 122 dB, a gain dynamic range of 82 dB, and an maximum input-referred 1 dB compression point of about -36.5 dBm with an active die area of 1.5 × 1.4 mm2 for the whole chip.