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近年来无线通信技术得到了迅速发展,无线局域网(WLAN)等多种无线通信标准得到了广泛的应用,射频系统芯片技术是主要推动力。
SiGe BiCMOS工艺自从1996年开始于商业化量产,由于其所制作的器件截止频率高、跨导大、驱动能力强、易与数字电路兼容集成制作等突出优点,在高速高频电路,尤其是射频芯片产业界占有重要地位。具有较多通信信道的C波段无线宽带射频收发机芯片的研发,由于其工作频率高,衬底串扰严重,芯片设计难度大的原因,其间许多技术课题目前在国内尚处于研究探索阶段。基于SiGe BiCMOS工艺,解决C波段无线宽带收发芯片中直流漂移、多模基带的研究,对于C波段无线宽带射频收发机芯片的实现是个关键技术之一。
本论文在C波段WLAN射频芯片设计中,针对C波段直接变频结构收发机严重的直流漂移问题,多模基带进行了深入探讨,并就C波段多功能射频收发机模拟基带实现进行了研究。
论文的主要创新性研究成果如下:
1.基于SiGe BiCMOS工艺,在国内首次研发成功的符合IEEE802.11 a标准、具有完全自主知识产权的C波段射频收发机芯片中,开展了直流漂移、多模基带的研究。作为芯片研发的骨干之一,获得了经流片验证的重要成果;
2.提出了用模拟负反馈的方法解决C波段直接变频混频器直流漂移的方法,并设计实现相应的电路;基于0.35μm SiGeBiCMOS工艺进行了流片。测试结果表明:新方法在对混频器性能影响较小的情况下,对直流漂移的抑制达到80%,面积仅增加0.07mm2,占混频器面积的17%,功耗只增加0.3mW,占整个单元的0.5%;
3.提出了C波段IEEE802.11 a标准的WLAN芯片兼容DVB-H标准的模拟基带电路解决方法:实现了在模拟基带电路中,兼容集成两种标准的信道选择滤波器和可变增益放大器;
4.针对基带滤波器芯片实现面积较大,提出了在C波段射频收发芯片接收和发射链路共用信道滤波器的解决方案。结果表明该方案可以使基带模拟电路的芯片面积大为减少,符合IEEE802.11a的标准,可以集成在C波段无线局域网射频收发芯片中。
通过以上关键技术的研究,经流片测试证明所提出的新方法与新技术应用于C波段射频芯片的设计和分析是成功的。