CMOS技术：高增益高线性度偶次谐波混频器设计探讨

"本文主要探讨了高增益高线性度CMOS偶次谐波混频器的设计，强调了混频器在无线收发机中关键作用，特别是其线性度和转换增益对系统性能的影响。在接收机中，混频器的增益有助于降低后级设计的复杂性，提升系统噪声性能和灵敏度。高线性度是现代通信系统中混频器必不可少的特性。文章指出，在CMOS技术中，电流复用和电流注入技术通常用来提升线性度和增益，但电流注入方法不适用于低功率应用。因此，提出了采用电流复用技术结合本振信号的偶次谐波来设计高增益、高线性度的混频器，以解决泄漏问题和直流偏移干扰，改善接收机的动态范围。" 混频器在无线通信系统中起着至关重要的作用，它将射频信号与本地振荡信号混合，产生新的频率，从而实现频率转换。线性度是衡量混频器性能的关键参数之一，它直接影响混频器处理不同信号强度的能力。线性度越高，混频器能处理的信号动态范围越大，适合处理更复杂的信号环境。转换增益则是另一个重要因素，它决定了混频器能否有效降低后续电路的设计难度，提高整体系统的噪声性能和接收灵敏度。 在CMOS工艺中，为了提高混频器的线性度和增益，通常会采用电流复用技术。这种技术允许多个输入信号共享相同的电流源，从而减少非线性失真。电流注入技术则能直接提升转换增益，但由于注入的电流需求较大，对于低功耗应用并不理想。 为了解决这些问题，本文提出了一种基于电流复用和本振信号偶次谐波的混频器设计方案。偶次谐波混频器利用了本地振荡信号的非线性特性，将本振信号的偶次谐波与射频信号相结合，减少了本地振荡信号泄漏导致的直流偏移和干扰问题。这种设计可以有效改善接收机的动态范围，同时保持高增益和高线性度。 在电路设计中，特别关注了本地振荡信号与射频信号之间的耦合问题，通过优化电路结构和布局，减少耦合引起的噪声和干扰。图1展示了接收机的一般拓扑结构，其中的耦合路径可能导致本地振荡信号泄漏，影响混频器的性能。通过实施偶次谐波混频技术，可以减少这些负面影响，提高接收机的性能指标。 高增益高线性度CMOS偶次谐波混频器设计是一种创新的解决方案，它旨在满足现代通信系统对高性能、低功耗的需求，通过优化电流复用和偶次谐波利用，解决了传统混频器存在的问题，提升了整个无线收发机系统的性能。