采用ADS的CMOS雙平衡混頻器設(shè)計

從圖4可以看出，正如前文所描述，由于用正弦信號替代理想方波信號，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，混頻器才能保持較穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換增益。由圖可知當(dāng)本振信號大于-3dBm時，轉(zhuǎn)換增益穩(wěn)定保持在10dB以上。
圖5所式是實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線，曲線為混頻器實際增益的輸出曲線。由圖中標(biāo)示可知，當(dāng)射頻輸入信號RF達(dá)到-8dBm時，實際增益出現(xiàn)壓縮，此時中頻輸出功率1．2dBm左右。

對于出現(xiàn)兩個頻率很相近的射頻信號RF1、RF2同時進(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)中將會是相當(dāng)嚴(yán)重的問題。故仿真時用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)仿真軟件計算得出的結(jié)果見表2。

根據(jù)經(jīng)驗公式，一般情況下三階調(diào)制截止點比1dB壓縮點高10dB左右，據(jù)此可驗證仿真結(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。