采用ADS的CMOS雙平衡混頻器設(shè)計(jì)

從圖4可以看出，正如前文所描述，由于用正弦信號(hào)替代理想方波信號(hào)，必須在本振功率高到一定程度，開關(guān)管工作于近似理想開關(guān)狀態(tài)時(shí)，混頻器才能保持較穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換增益。由圖可知當(dāng)本振信號(hào)大于-3dBm時(shí)，轉(zhuǎn)換增益穩(wěn)定保持在10dB以上。
圖5所式是實(shí)際中頻輸出功率與理想輸出功率的差異。圖中直線為線性增益的延長(zhǎng)線，曲線為混頻器實(shí)際增益的輸出曲線。由圖中標(biāo)示可知，當(dāng)射頻輸入信號(hào)RF達(dá)到-8dBm時(shí)，實(shí)際增益出現(xiàn)壓縮，此時(shí)中頻輸出功率1．2dBm左右。

對(duì)于出現(xiàn)兩個(gè)頻率很相近的射頻信號(hào)RF1、RF2同時(shí)進(jìn)入混頻器和本振LO進(jìn)行混頻。由于混頻器為非線性器件，輸出頻譜中會(huì)包含多階產(chǎn)物，其中3階產(chǎn)物的頻率：ω3：ω3=ωLO-(2ωRF1-ωRF2)和ω3=ωLO-(2ωRF2-ωRF1)會(huì)出現(xiàn)輸出中頻附近，造成很大的干擾，尤其出現(xiàn)射頻多路通信系統(tǒng)中將會(huì)是相當(dāng)嚴(yán)重的問題。故仿真時(shí)用2．5GHz+50kHz的雙音功率源，圖6中m2標(biāo)示的為一根三階分量的譜線，經(jīng)仿真軟件計(jì)算得出的結(jié)果見表2。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，一般情況下三階調(diào)制截止點(diǎn)比1dB壓縮點(diǎn)高10dB左右，據(jù)此可驗(yàn)證仿真結(jié)果是否合理。

3 結(jié)束語
本文采用TSMC 0．25μm工藝CMOS設(shè)計(jì)了一種具有Gilbert結(jié)構(gòu)的有源雙平衡混頻器，在不增加電路復(fù)雜性的前提下，通過反饋電阻的引入及借助ADS軟件對(duì)元件及電路參數(shù)的適當(dāng)選取，使該混頻器的增益及線性度較文獻(xiàn)、均有明顯的改進(jìn)，并可滿足當(dāng)前大部分無線通信的要求。