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SAW-less低噪声射频发射机前端关键技术研究

批准号:
62104263
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
亓庚浈
依托单位:
学科分类:
集成电路设计
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
亓庚浈

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
在一个移动终端集成多种通信模式已经成为重要趋势。然而,片外声表面波滤波器(SAW)通常被用于射频发射机前端,来保障接收机噪声系数不受发射机输出噪声的影响。SAW滤波器价格昂贵且占用较大面积,因此无声表面波滤波器(SAW-less)射频前端成为研究热点。本项目围绕着SAW-less低噪声发射机前端展开研究,并深入分析了发射机输出噪声过高的原因,同时兼顾线性度及功耗等指标,设计出新型SAW-less低噪声发射机前端。通过采用无源增益N通道滤波调制器,实现了对低通滤波器、混频器及本振(LO)分频器的噪声抑制。此外,N通道滤波调制器的中心频率可调性使得单片集成多模多标准发射机的研究更进一步。采用多栅极线性化AB类功放(PA)驱动器,在高效率前提下实现了对CIM3非线性项的有效抑制。设计的SAW-less低噪声发射机前端将在65纳米CMOS工艺下流片验证,为产业化应用提供有效解决方案。
英文摘要
With the development of mobile communication techniques, it becomes an important trend to support multi-mode multi-standard communications in a mobile terminal. However, off-chip SAW filters are always used in radio-frequency (RF) transmitter front-end to guarantee the noise figure performance of receiver is not affected by the output noise of transmitter. Thus, SAW-less RF front-end is becoming a popular direction due to that SAW filters are not only expensive but occupy large area. This project presents a SAW-less low-noise RF transmitter front-end, that achieves balanced performance on output noise, linearity and power consumption. The low output noise of the transmitter is achieved by analyzing the noise contribution in both system- and module-level. In the transmitter, the passive-gain N-path filtering modulator is employed to suppress the noise of baseband low-pass filter, mixer and LO generator. Besides, the LO-defined center frequency in N-path filtering modulator promotes the research on multi-mode multi-standard transmitter in a single chip with a further progress. By exploiting the multi-gate linearization technique, the class-AB power amplifier (PA) driver achieves high attenuation on CIM3 term,also with high power efficiency。The SAW-less low-noise RF transmitter front-end will be fabricated in 65nm CMOS technology and verified by the measurement results, which provides an effective solution for industrialization.
低噪声、低功耗及高线性度的SAW-less射频发射机前端已经成为多模多标准无线移动通信的关键所在及研究热点,特别是取代片外高性能SAW滤波器来降低成本。本项目围绕着SAW-less多模多标准的射频发射机前端展开研究工作,重点研究发射机的低噪声架构及相关滤波技术来实现小于-155dBm/Hz的输出噪声,进而取代SAW滤波器,同时兼顾发射机的其他性能指标,如线性度及功耗等。通过采用基于变压器的无源增益N通道滤波调制器,实现了对低通滤波器、混频器及本振(LO)分频器的噪声抑制。此外,N通道滤波调制器的中心频率可调性使得单片集成多模多标准发射机的研究更进一步,有效取代了传统多模多标准发射机中采用多窄带并联发射的架构,实现射频发射机前端的小型化目标。通过采用变压器本身具有的低通滤波特性有效抑制了三次谐波,同时结合多栅极线性化AB类功放(PA)驱动器,在高效率前提下实现了对CIM3非线性项的有效抑制。..该发射机在65nm CMOS工艺流片, 在2至3GHz射频范围内, 测试性能展示了≤-157dBc/Hz 的临近带外噪声。在2.3dBm输出功率下,实现了高发射效率(5.1%) 和高线性度 (CIM3 <-60dBc以及ACLR1 <-46dBc)。在2.5GHz时的功耗为32.5mW,有效面积仅为0.21mm²。并在2024年的IEEE射频集成电路会议 (RFIC) 发表,此项工作同时完成了期刊论文的撰写,并投稿至JSSC期刊,目前在审稿中。..此外,在此项目进展过程中探索出了一种通带带宽扩展的增益增强型多路径滤波器,通过在两个开关网络中引入基于多相位跨导单元的基带导纳技术,进而通过在输出端相减的方式实现了4阶滤波响应,此项成果发表在2023年的亚洲固态电路会议ASSCC,以及被邀请发表在2024年的固态电路期刊JSSC。
基于开关型gm-C四阶带通滤波调制器的 高性能射频发射机研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    亓庚浈
  • 依托单位:
SAW-less抗阻塞、低噪声接收机前端关键技术研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    亓庚浈
  • 依托单位:
国内基金
海外基金