复旦大学CMOS射频集成电路设计项目概览

"复旦大学集成电路设计项目报告，主要探讨了CMOS射频集成电路在软件无线电（Software Defined Radio, SDR）中的应用。该设计旨在实现50MHz至6000MHz频率范围内，信道带宽0.2MHz至40MHz的信号处理，并通过全集成的CMOS工艺减少对外部元件的需求。报告详细列出了系统芯片的关键指标，包括频率范围、增益、噪声系数、三阶和二阶交调量、中频频率范围以及功耗等。项目涵盖了多个核心模块的设计，如宽带可变增益低噪声放大器、混频器、频率综合器、低通滤波器和模数转换器等。此外，课程项目包括了具体的设计任务，如宽带可变增益低噪声放大器、正交上/下变频混频器、电感电容压控振荡器等的开发。" 本文详细介绍了复旦大学微电子学的一门集成电路设计课程项目，其核心是CMOS射频集成电路在软件无线电技术中的应用。软件无线电是一种利用数字信号处理技术来实现灵活、可编程的无线通信系统的方法。在这个项目中，设计的射频芯片需要能够处理广泛的频率范围和信道带宽，同时确保信号质量。 射频芯片的性能指标是衡量其功能和效率的关键参数。例如，频率范围从50MHz到6000MHz，涵盖大部分无线通信频段；信道带宽则可在0.2MHz到40MHz之间变化，适应不同通信协议。最大增益达114dB，最小增益为4dB，确保了对弱信号的放大能力。噪声系数要求小于4dB，以降低噪声引入的影响。此外，三阶交调点（IIP3）和二阶交调点（IIP2）的设定，是为了保证在高功率输入时芯片的线性表现。中频频率范围设定为零中频或0.2MHz到20MHz，以进行信号下变频处理。 课程项目分为了四个部分，分别涉及了关键组件的设计。a) 宽带可变增益低噪声放大器设计，旨在优化信号放大并控制噪声；b) 宽带正交上/下变频混频器设计，用于频率转换；c) 宽带正交输出的电感电容压控振荡器设计，用于产生所需频率的本地振荡信号；d) 窄带正交输出的电感电容压控振荡器设计，可能针对特定频段提供更精确的频率控制。 这个项目的目标是通过CMOS工艺实现全集成，减少对外部组件的依赖，从而降低成本，提高系统小型化程度。功耗小于96mW@1.2V，表明了芯片在能源效率方面的考虑，而芯片面积小于9mm²@65nm CMOS，展示了高级半导体工艺对于集成度的提升。该设计项目综合了射频电路理论、模拟电路设计和微电子技术，是集成电路设计领域的一个重要实践案例。