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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:童信龍
研究生(外文):Shing Long Ton
論文名稱:應用於UWB無線射頻系統之前端電路整合
論文名稱(外文):Integration of 3.1~10.6GHz Front-End Receiver forUWB SystemIntegration of 3.1~10.6GHz Front-End Receiver forUWB SystemIntegration of 3.1~10.6GHz Front-End Receiver for UWB system
指導教授:馮武雄馮武雄引用關係
指導教授(外文):FENG, WU-SHIUNG
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:電子工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:超寬頻振盪器接收機混頻器低雜訊放大器
外文關鍵詞:vcolnauwbmixer
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中文摘要
本論文使用TSMC 0.18μm CMOS 製程以研製“應用於UWB無線射頻系統之前端電路整合”。在接收機的規劃上,為因應超寬頻系統之需要,著重於低雜訊與低功率消耗之特點,並將射頻訊號應用於3.1~10.6GHz 之UWB 頻帶,所設計之電路有:低雜訊放大器(LNA)、混頻器(mixer)及壓控振盪器(VCO)等。
超寬頻壓控振盪器(UWB),其模擬結果為:輸出頻率6.5~10.4GHz、相位雜訊-95 ~ -112dBc/Hz@1MHz、調諧範圍為3.9GHz、輸出訊號功率-5.8 ~ 3.7dBm、功率消耗13.8mW。全頻帶接收器,其模擬結果為:轉換增益9.743 ~ 16.845dB、雜訊指數3.75 ~ 7.233dB、功率消耗22.45mW、LO 至IF 隔離度48 ~ 64dB、LO 至RF 隔離度86.5 ~ 119.8dB、1dB 增益壓縮點-36 ~ -30dBm、三階截斷點17.5 ~ 24.8dBm 。所有電路模擬均使用安捷倫之Advanced Design
System(ADS)設計完成。
ABSTRACT
This thesis presents the development of CMOS RFICs for “Integration of 3.1~10.6GHz Front-End Receiver for UWB System” with TSMC0.18μm CMOS process. For the Ultra-wide Band system application, the CMOS RF IC is focused on low power consumption and low noise, and operated at 3.1~10.6GHz UWB. The CMOS RFICs include LNA, mixer and VCO.

UWB VCO operates around 6.5 GHz to 10.4 GHz with -95 ~ -112dBc/Hz@1MHz phase noise, tuning range of 3.9 GHz, output power of-5.8 ~ 3.7dBm, and power consumption of 13.8 mW. The RF Front-End is applied for UWB Wireless Receivers. The total DC power consumption is just 22.45mW with a supply source of 7.4mA and 1.8V. The simulated performances of the topology are conversion gain of 9.743 ~ 16.845 dBm, noise figure of 3.75 ~ 7.233 dB, power consumption of 22.45 mW, LO to IF isolation of 48 ~ 64 dB, LO to RF isolation of 86.5 ~ 119.8 dB, P1dB of -36 ~ -30dBm, and IIP3 of 17.5 ~ 24.8dBm. All circuits are designed and simulated by Advanced Design System (ADS).
目錄
中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
致謝 Ⅲ
目錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅶ
表目錄 Ⅹ
第一章、緒論....................................................................1
1.1 UWB 研究背景…...........................................................1
1.2 論文架構....................................................................................6
1.3 RF前端電路參考規格.................................................................7
第二章、電路架構…………..………………………..…………………9
2.1外差式接收機………………………………………….……….9
2.2直接轉換接收機…………………………………….………...15
2.2.1直流偏移(DC offset)………………………………..11
2.2.2顫動雜訊(Flicker noise)……………..……………16
2.2.3偶次諧波干擾(Even order distortion)…………..16
2.2.4正交與同相訊號的不平衡(I/Q mismatch)…………17
2.3寬中頻與低中頻接收機………………………………..........17
第三章、UWB CMOS壓控振盪器……………………..……………21
3.1簡介………………………………………………….............21
3.2 CMOS壓控振盪器之原理……………………………........21
3.2.1回授式壓控振盪器……………………………….......21
3.2.2反射式壓控振盪器…………………………………...23
3.3相位雜訊(Phase Noise)……………………………….......24
3.3.1相位雜訊之定義……………………………................24
3.3.2相位雜訊對無線收發機之影響………………............25
3.4 振盪器之相位雜訊分析…………………............................27
3.4.1 非時變模型(Time Invariant) ……….…................27
3.4.2時變模型(Time Variant) ….…...................................29
3.5 UWB CMOS壓控振盪器…………………………………...36
3.5.1模擬結果 ……………………………………………..38
3.5.2量測結果………………………………………………42
3.6 結果與討論…………………………………………………44
第四章、UWB 收發機CMOS 射頻前端電路……………………....46
4.1 UWB 收發機射頻前端電路簡介………………………….46
4.2 接收機效能參數…………………………............................47
4.2.1 雜訊指數(Noise Figure) ………………………….47
4.2.2 交互調變失真(IMD) …………………………...........50
4.2.3 1dB 增益壓縮點(1dB Compression Point) ………52
4.3 低雜訊放大器………………………………………………53
4.3.1 低雜訊放大器設計簡介…………………………......53
4.3.2 低雜訊放大器(LNA)基本架構…………………........53
4.3.3 前端帶通濾波器…………………………………......54
4.4 混頻器…………………........................................................56
4.4.1 單端平衡混頻器..........................................................58
4.4.2 CMOS 電流抽出混頻器................................................59
4.5 收發機射頻前端電路............................................................61
4.5.1 射頻前端電路之模擬結果..........................................64
4.5.2 量測與結果..................................................................68
第五章、結論…………………………………………………………..69
5.1結論………………………………………………..………....69
5.2未來展望……………………………………………..………70
參考文獻……………………………………………..…………………71
附錄……………………………………………………………………..74
參考文獻
[1] http://www.ieee802.org/15/pub/TG3a.html
[2] K.Siwiak and D. McKeown, Ultra-wideband Radio Technology, John Wiley &Sons, 2004.
[3] G. R. Aiello and G. D. Rogerson, “Ultra-wideband wireless systems,” IEEEMicrowave Mag., vol. 4, pp. 36–47, Feb. 2003.
[4] P. Heydari, "A Comprehensive study of low-power ultra wideband radiotransceiver architectures," IEEE Wireless Communications & Networking Conference (WCNC) , vol. 2, pp. 758-763, Mar 2005.
[5] J. Balakrishnan, A. Batra, and A. Dabak, “A multi-band OFDM system for UWB communication,” in Proc. Conf. Ultra-Wideband Systems and Technologies Reston, VA, 2003, pp. 354-358.
[6] Behzad Razavi, “RF Microelectronics”, Prentice Hall, New Jersey,
1998.
[7] D. Weaver, "A Third Method of Generation and Detection of Single-Sideband Signals," Proc. IRE, vol. 44, Dec. 1956, pp.1703 ~ 5
[8] Behzad Razavi, “Design of Analog CMOS Integrated Circuits,” McGraw-HillInternational edition 2001, PP. 482-483, 505-509.
[9] 羅日隆,"使用0.18um CMOS 之2GHz 低相位雜訊壓控振盪器",東華大學電機工程研究所碩士論文,民國九十三年六月。
[10] Ali Hajimiri and Thomas H. Lee, “Design Issues in CMOS Differential LCOscillators, Oscillators”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 34, No. 5,May 1999, PP. 717-724.
[11] 黃秋皇,應用於IEEE 802.11b/g 無線區域網路之2.4GHz CMOS 射頻接收機,國立成功大學電機工程研究所碩士論文,民國九十二年六月。
[12] D. B. Leeson, “A Simplified Model of Feedback Oscillator Noise Spectrum”,Proceedings of The IEEE, Vol. 42, February 1965, PP. 329-330.
[13] Ali Hajimiri and Thomas H. Lee, “Oscillator Phase Noise: A Tutorial”, IEEEJournal of Solid-State Circuits, Vol.32, No. 3, March 2000, PP. 326 -336.
[14] B. D. Muer, M. Borremans, M. Steyaert and G. L. puma, “A 2-GHz
Low-Phase-Noise Integrated LC-VCO Set with Flicker-Noise Upconversion Minimization”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.35, No. 7, July 2000, PP. 1034-1038.
[15] Chih Ming Hung, Brian A. Floyd, Namkyu Park, and Kenneth K. O, “FullyIntegrated 5.35GHz CMOS VCOs and Prescalars”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 49, Issue: 1, Jan. 2001, PP. 17 – 22.
[16] Axel D. Bemy, Ali M. Niknejad and Robert G. Meyer:, “A Wideband Low-Phase-Noise CMOS VCO” Custom Integrated Circuits Conference, 2003. Proceedings of the IEEE 200321-24 Sept. 2003 Page(s):555 - 558
[17] Fong, N.H.W.; Plouchart, J.-O.; Zamdmer, N.; Duixian Liu; Wagner, L.F.; Plett, C.; Tarr, N.G.; “A 1-V 3.8 - 5.7-GHz wide-band VCO with differentially tuned accumulation MOS varactors for common-mode noise rejection in CMOS SOI technology” Transactions on Microwave Theory and Techniques, Volume 51, Issue 8, Aug. 2003 Page(s):1952 – 1959.
[18] 江銘洲,寬頻放大器與低雜訊放大器分析設計與實現,國立台灣大學電機工程研究所碩士論文,民國九十年。
[19] 邱永明,2.4 及5.7GHz 802.11 WLAN 接收機之CMOS 單晶射頻積體電路,國立成功大學電機工程研究所碩士論文,民國九十二年。
[20] D. K. Shaeffer and T. H. Lee, “A 1.5-V 1.5-GHz CMOS low noise amplifier,” IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 32, No. 5, pp. 745-759, May 1997.
[21] D. K. Shaeffer and T. H. Lee, “A 1.5-V, 1.5-GHz CMOS low noise
amplifier”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 32, No.5, pp.
745-759, May 1997.
[22] B. Razavi, et al. “Impact of distributed gate resistance on the performance of MOS devices,” IEEE Trans. Circuit and System I., vol. 41, pp.750-754, Nov. 1994.
[23] 黃大榮,無線區域網路及數位電視寬頻調諧器之差動CMOS RFIC 的設計研究,國立成功大學電機工程研究所碩士論文,民國九十三年。
[24] Chang-Wan Kim, Min-Suk Kang, “An Ultra-Wideband CMOS Low Noise Amplifier for 3–5-GHz UWB System”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.40, no2, Feb 2005.
[25] Andrea Bevilacqua, Ali M. Niknejad, “An Ultrawideband CMOS Low-Noise Amplifier for 3.1–10.6-GHz Wireless Receivers”, IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol.39, no12, Dec 2004.
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1. 林財丁(民83)。工作壓力的生理、認知歷程和心理分析。企銀季刊,18(4),頁119-126。
2. 林純文(民85)。國民小學組織氣候、教師工作壓力及其因應方法之研究。國立屏東師範學院國民教育研究所碩士論文,未出版,屏東。
3. 林杏霞(民86)。壓力危機與調適。社教資料雜誌,第225期,頁4-6。
4. 林玉珮(民88)。21世紀臺灣幼教怎麼走?。天下雜誌,特刊27期,頁202-207。
5. 李明書(民83)。工作壓力及其管理策略之探討。勞工行政,第74期,頁22-28。
6. 何東墀、黃榮真(民83)。啟智教養機構教保人員工作壓力及其因應方式之研究。特殊教育學報,第9期,頁111-150。
7. 江麗莉、鐘梅菁(民86)。幼稚園初任教師困擾問題之研究。新竹師院學報,第10期,頁1-22。
8. 孫立葳(民89)。幼兒教師工作壓力之研究。新竹師院學報,第13期,頁265-279。
9. 郭生玉(民76)。教師工作心厭與背景因素關係之研究。教育心理學報,第
10. 郭生玉(民84)。教師的工作壓力對工作心厭的影響。測驗與輔導,第130期,頁2664-2666。
11. 郭碧唫(民84)。私立幼稚園教師工作動機因素之研究。國立台中師範學院幼兒教育年刊,第8期,頁123-133。
12. 黃義良(民88)。國小兼任行政教師工作壓力與調適方式之研究。屏東師院國民教育研究所論文集,第4期,頁83-114。
13. 楊秋仁(民91)。21世紀幼教人的壓力管理。蒙特梭利雙月刊,第39期,頁32-35。
14. 蔡璧煌(民78)。國民中小學教師壓力之研究。師大學報,第34期,頁75-114。
15. 盧美貴(民84)。幼教師的壓力紓解。國教月刊,42卷第3.4期,頁36-42。