本文摘要:近年来,关于将互补金属氧化物半导体技术应用于射频技术的可能性的研究激增。

yabo官方网站

近年来,关于将互补金属氧化物半导体技术应用于射频技术的可能性的研究激增。深亚微米技术允许CMOS电路工作频率高达1GHz,这无疑推动了CMOS射频电路的发展。

目前已有几个研究组利用标准CMOS技术开发了高性能下变频器、低幅度噪声压控振荡器(VCO)和双模实分频器。这些研究表明,几乎构造的接收机和压控振荡器电路可以在减少额外器件或扩大调整的情况下设计。随着对低噪声放大器、下变频器、合成器和功率放大器的深入研究,将有可能设计出一种用于电信应用的几乎内置收发器的CMOS射频电路。

无线通信及其应用技术的快速发展很大程度上归功于无线通信中数字编码和数字信号处理技术的引入。数字技术的发展是高性能低成本CMOS技术发展的结果,因为CMOS技术使得在单个管芯上构建大量数字功能成为可能。这样,利用先进的设备调制技术,简单的调制算法,以及高质量的错误检测和数据流系统,结果是高性能无损数字通信信道。

目前,数字技术的发展和无线市场的快速增长已经极大地改变了模拟收发机的前端设备。前端设备是位于天线和无线收发器的数字调制解调器之间的模块,前端设备必须检测频率高达1GHz到2GHz微伏的微弱信号。

同时,需要以相同的高频发射功率约为2W的信号。所以这一定是一个高性能的模拟电路,比如滤波器、放大器、混频器,可以在天线和A/D切换、数字信号处理之间切换频段。对低成本、低功耗的排斥使得模拟前端设备成为未来射频设计的瓶颈,集成度的进一步提高将显著降低芯片尺寸、成本和功耗。在过去的几年里,已经明确提出了许多不同的技术来进一步增强接收机、发射机和合成器的集成。

在进一步提高集成度的同时,研究人员也尝试使用CMOS技术搭建射频电路。虽然CMOS技术主要用于数字电路的构建,但如果能应用到高性能的仿真电路中,性能会有很大的提高,其优势会更加明显:原来的收发系统可以构建在单芯片上,即仿真前端器件和数字解调器都可以构建在同一个管芯上。

这种市场需求不是CMOS或者BiCMOS技术就能搭建起来的。BiCMOS技术可以提高仿真设计的性能,但成本也适当增加。

深圳市一通技能培训有限公司

这不仅是因为单位面积的成本增加,还因为必须为数字电路部分制造更多的芯片空间。随着对CMOS技术的投入远远超过双极器件,普通CMOS技术将逐渐避免BiCMOS器件与使用深亚微米CMOS技术的NMOS器件的性能差异,甚至避免使用相同BiCMOS技术的NMOS器件。

NMOS器件的ft参数将逐渐与NPN器件相似。虽然很多年前就已经对使用CMOS技术的射频设计做了一些研究,但是人们真正关注到搭建这种技术的可能性,还是在最近几年。目前业内有几个研究小组专门从事这个课题。

由于双极型器件比CMOS器件具有更高的固有特性,所以有研究人员指出,RF CMOS局限于ISM等性能标准较低的系统,或者可以通过改进CMOS工艺来提高其性能,比如在电感下转移衬底。利用射频互补金属氧化物半导体技术,可以使用常见的深亚微米技术来构建具有高性能应用的收发器,如GSM、DECT和DCS1800。

为了大大提高技术标准,构建更高集成度的数字信号处理器电路,互补金属氧化物半导体技术被认为是一种标准的互补金属氧化物半导体技术。这种技术的发展趋势甚至朝着深亚微米技术发展,如0.1微米或更小规格的晶体管。Ft类似于100GHz的晶体管最近也出现在0.1微米的深亚微米工艺中。

然而,晶体管中的寄生电容,包括栅极-漏极重叠电容和漏极-体连接电容,减缓了深亚微米技术的发展。图1比较了不同技术的ft和fmax值,清楚地说明了上述结论。与ft相比,fmax更重要,因为fmax反映了晶体管在实际设备中的无限速度。

如图右图所示,虽然ft下降缓慢,但对于实际电路设计(fmax),速度并没有大幅度提高。最后,在最近的CMOS射频电路建设中,很明显,不仅CMOS技术本身成为了制约因素,PCB也在一定程度上成为了制约因素。

因为射频信号最终会源自芯片,而且因为射频天线信号必须传递到芯片,所以任何一个与ESD维护网络相连的PCB和PCB插槽的寄生电容都会对射频信号产生很大的影响或改善。接收机流形结构外差或中频接收机是最常用的接收机流形结构。在中频接收机中,所需信号将被下变频到相对较高的中频频率。使用高质量的无源带通滤波器可以避免图像信号在中频再次与期望的信号重叠。

通过使用中频接收机的流形结构,可以构建极高的接收机性能,尤其是当使用多个中频级时。因为每一级滤波必须建立在芯片上并使用带通滤波器,中频接收机设计的主要问题是它不能满足更高集成度的抑制。这些共存的滤波器和大量插槽的接收机芯片增加了成本,消耗了大量功率(通常共存的滤波器必须由50个驱动信号源驱动)。另外,在CMOS射频电路的设计中,1GHz频率范围内的输出/输入问题也非常严重。

深圳市一通技能培训有限公司

作为中频接收机的替代产品,零差或零中频接收机可以高集成度制造。零中频接收机执行矢量到基带信号的必要下变频切换。希望信号将自身作为一个图像信号,从而可以构造足够的图像信号感应,尽管信号感应的矢量精度有限。

理论上,很明显,高频带通滤波器不必在零中频接收机中共存,并且可以构造几乎构造的接收机,特别是当下变频继续在单级中执行时。比如需要从900MHz转换到基带信号。与中频接收机相比,零中频接收机的缺点是性能较低。

零中频接收机非常容易受到主机基带信号的影响,例如DC偏移电压以及射频和本地振荡器自混合产生的串扰分量。这些缺点使得零中频接收机可以广泛应用于无线应用系统,因此零中频接收机通常用于性能抑制较低的应用,如寻呼机和ISM。在这些应用中,扰码可以扩展,因此可以放置高通滤波器来防止DC频移问题。零中频接收机的另一个应用是零中频混合接收机流形结构的第二阶段。

通过使用由数字信号处理器构建的动态非线性DC数据流算法,零中频流形结构也可以应用于高性能应用,例如GSM和数字增强型无绳电话(DECT)。近年来,高性能抑制的应用也引入了新的接收机流形结构,如准中频或宽带中频接收机和低中频接收机。

宽带中频接收机首先对中频频率进行矢量下变频,然后对基带进行矢量下变频。自由信道选择由第二级本振在中频构建,不利于第一级本振保持同频。但是需要注意第一级矢量下变频器的精度,因为任何幅度误差都会导致图像信号感应能力上升,所以需要使用高频滤波器来增强图像信号感应。此外,中频必须高,以便中频与整个频带的比率足够低。

否则,第二级压控振荡器的可调容量必须非常大。另一方面,混频器的第一级不可能是真正的下变频混频器,因为下变频混频器仍然需要宽带输入比特率,这是产生系统噪声的缺点。此外,多级歧管结构本身会产生更大的功耗。

顾名思义,较低中频接收机将天线频率下变频到较低中频,即在几个100千赫的频率范围内。下变频采用矢量方式,图像信号感应一般在下变频后的DSP中以较低的频率完成。

因此,较低的中频与零中频接收机密切相关,并且较低的中频几乎可以构造和使用单级必要的下变频,而不需要高频图像信号感应滤波器。下中频和零中频的主要区别在于下中频不需要基带处理,所以几乎不受主机基带信号的影响,从而解决了零中频接收机的主要缺点;零中频的缺点是图像信号与下中频接收机的流形结构中的期望信号几乎不同。

但是,通过谨慎自由地选择中频频率,仅使用信号电平较低的附近通道来扩大图像信号感应是不够的,它可以超过3的幅度精度。

本文关键词:yabo官方网站,亚鸭官方,深圳市一通技能培训有限公司

本文来源:yabo官方网站-www.yitongshangwu.com

相关文章