射频振荡器与滤波器的协同设计与研究

论文摘要

近年来,随着无线通信技术的发展,移动终端已逐步由单纯的通信工具,演变为一台人性化的智能设备,能收听FM节目,还支持收看电视节目;同时无线终端还是一台小型的掌上电脑,可以实现随时随地的高速上网。另外,3G以后的系统(B3G)将集成不同标准的无线通信,实现多标准按需接入,并在不同的系统间无缝切换,实现多种业务的融合。移动终端的多媒体功能、高速数据业务和多标准按需接入,要求射频器件具有更高的性能。同时成本的压力不断增加,一台移动终端上为每个器件留出的空间越来越小,这对器件的小型化提出了更高的要求。协同设计这一方法的出现有效的解决了上述问题。该方法旨在将不同的射频器件同时、在同一介质基片上进行设计,器件不同的特性间可以有效的互补,改善最终设计产品的性能,并有效的缩小最终设计产品的体积。振荡器是每个移动终端的核心部件,它能稳定的提供准确的周期信号。基于目前移动通信领域对振荡器低相位噪声,高谐波抑制度的要求,本文通过协同设计这一方法,提出一种新型结构的负阻型振荡器,有效的改善了传统负阻振荡器的相位噪声和谐波抑制性能。以下是本文的主要内容:首先,介绍了射频负阻振荡器的基本构成,描述了振荡器中,相位噪声和谐波的产生机制,说明了在振荡器分析中常用的谐波分析方法的原理。其次,提出了一种射频晶体管参数提取和建模的方法,在噪声计算方面,考虑到偏置、温度及频响后引入一组新的描述方程。然后,在传统负阻型振荡器的基础上,将其与宽阻带带通滤波器进行协同设计,有效的改善了振荡器的相位噪声性能和谐波抑制性能。给出了协同设计前后振荡器的仿真结果,并对仿真结果和振荡器的敏感性进行了分析。最后,给出了协同设计前后的振荡器的实测结果,该结果与仿真结果吻合的较好,并对其行了分析。

论文目录

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• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 射频通信电路应用简介
• 1.2 课题的研究背景及意义
• 1.3 本文研究的内容和主要贡献
• 参考文献
• 第二章 振荡器基础理论
• 2.1 振荡器的构成
• 2.2 振荡器中的谐波及相位噪声
• 2.2.1 振荡器中的谐波
• 2.2.2 振荡器中的相位噪声
• 2.3 振荡器的谐波平衡分析方法
• 2.4 小结
• 参考文献
• 第三章 晶体管的高频建模和完整参数提取
• 3.1 晶体管的高频建模
• 3.1.1 直流与小信号模型
• 3.1.2 线性化T模型
• 3.1.3 线性化混合π模型
• 3.2 晶体管的完整参数提取
• 3.2.1 完整参数提取公式
• 3.2.2 模型优化
• 3.3 小结
• 参考文献
• 第四章 振荡器的协同设计
• 4.1 低相位噪声高谐波抑制度振荡器的协同设计与仿真
• 4.1.1 振荡器的协同设计
• 4.1.2 振荡器的仿真结果分析
• 4.2 低相位噪声高谐波抑制度振荡器的测量结果及分析
• 4.2.1 振荡器谐波抑制度的测量结果及分析
• 4.2.2 振荡器相位噪声的测量结果及分析
• 4.3 振荡器的敏感性分析
• 4.4 小结
• 参考文献
• 第五章 结束语
• 攻读学位期间发表的论文
• 攻读学位期间参与的科研项目
• 致谢
• 个人简历