Design and optimization of a 2.4 GHz RF front-end with an on-chip balun

A 2.4 GHz low-power,low-noise and highly linear receiver front-end with a low noise amplifier(LNA) and balun optimization is presented.Direct conversion architecture is employed for this front-end.The on-chip balun is designed for single-to-differential conversion between the LNA and the down-conversion mixer,and is optimized for the best noise performance of the front-end.The circuit is implemented with 0.35μm SiGe BiCMOS technology.The front-end has three gain steps for maximization of the input dynamic range.The overall maximum gain is about 36 dB.The double-sideband noise figure is 3.8 dB in high gain mode and the input referred third-order intercept point is 12.5 dBm in low gain mode.The down-conversion mixer has a tunable parallel R-C load at the output and an emitter follower is used as the output stage for testing purposes.The total front-end dissipation is 33 mW under a 2.85 V supply and occupies a 0.66 mm~2 die size.     

一种解决无线局域网直下变频接收机直流漂移的方法

提出了一种符合IEEE802.11a无线局域网的5GHz直下变频接收机解决直流漂移的方法.该方法利用双平衡混频器输出端的模拟反馈环路消除直流漂移.该混频器经过测试,在5.15GHz频率下具有9.5dB的转换增益,13.5dB的噪声系数和7.6dBm的三阶交调,在3.3V电源电压条件下67mW的功耗,以及1.73mV的直流漂移,并能使直流漂移减少76%.该方案及整个直下变频的WLAN接收机已经采用0.35μm SiGe BiCMOS工艺流片并测试.     

一种解决无线局域网直下变频接收机直流漂移的方法

提出了一种符合IEEE802.11a无线局域网的5GHz直下变频接收机解决直流漂移的方法.该方法利用双平衡混频器输出端的模拟反馈环路消除直流漂移.该混频器经过测试,在5.15GHz频率下具有9.5dB的转换增益,13.5dB的噪声系数和7.6dBm的三阶交调,在3.3V电源电压条件下67mW的功耗,以及1.73mV的直流漂移,并能使直流漂移减少76%.该方案及整个直下变频的WLAN接收机已经采用0.35μm SiGe BiCMOS工艺流片并测试.     

一种新型的5GHz自适应偏置及可变增益低噪声放大器

该文提出了一种新型的自适应偏置及可变增益低噪声放大器(LNA),利用电荷泵(亦称电压倍增器)将LNA输出信号转换成与LNA射频输入信号功率成比例变化的直流信号,以此信号同时反馈控制LNA的偏置和增益,来实现自适应偏置以及可变增益低噪声放大器, 从而极大地改善了LNA的输入线性范围。鉴于5GHz频率下,Bipolar相对于CMOS更好的频率特性和低噪声特性,该项研究采用了BiCMOS工艺,实现了低于3.0dB的噪声系数(高增益状态下)和大约13dBm的输入三阶交调点IIP3的控制范围以及大于15dB的增益控制范围。     

2.4GHz带片上非平衡变压器射频前端的设计与优化

本文介绍了一种工作在2.4GHz频段的低功耗、低噪声、高线性射频接收机前端电路,该接收前端电路使用新型的带三种增益模式的LNA,并提出一种新的片上非平衡变压器优化技术。前端电路采用了直接变频结构,使用片上非平衡变压器实现低噪声放大器与下变频混频器之间的单端-差分转换,优化设计以提高前端电路的噪声性能。本文使用锗硅0.35um BiCMOS工艺,所采用的技术同样适用于CMOS工艺。前端电路总的最大转换增益为36dB;在高增益模式下的双边带噪声系数为3.8dB;低增益模式下,输入三阶交调点位12.5dBm。为了获得最大的输入动态范围,低噪声放大器采用三种可调增益模式,低增益模式使用by-pass结构,大大提高了大信号输入下接收前端的线性度。下变频混频器在输出端使用可调R-C tank,滤除带外高频杂波。混频器输出使用射极跟随器作为输出极驱动片外50ohm负载。该接收前端在2.85-V电源供电下,功耗为33mW,芯片面积为0.66mm2。     

一种ISM 2.4GHz的低功耗低中频射频接收机前端

本文描述了一种工作在2.4GHz ISM频段的低功耗、低中频射频接收机前端电路,使用TSMC 0.13um CMOS工艺。整个前端包括一个低噪声放大器以及两次变频下变换混频器。低噪声放大器通过在输入级引入额外的栅-源电容实现了低功耗与低噪声的设计;在下变换混频器设计中,分别使用一个单平衡射频混频器以及两个双平衡低中频混频器实现两次变频下变换技术;射频混频器输入晶体管源极串联电感-电容谐振网络以及低噪声放大器输出级的电感-电容谐振网络总共实现了30dB的镜像抑制率。整个前端占用芯片面积约0.42mm2,在1.2V的供电电压下,仅耗功率4.5mW,实现了4dB的噪声系数,在高增益模式下,获得-22dBm的三阶交调线性度,整个链路电压增益为37dB。