5、高无杂散动态范围与高线性度射频的改进转换增益

高无杂散动态范围与高线性度射频的改进转换增益

1. 引言

在射频（RF）电路设计中，转换增益（CG）、无杂散动态范围（SFDR）和线性度是至关重要的性能指标。然而，这些指标之间往往存在着权衡关系。例如，为了降低前端模块（如放大器）的噪声，通常需要牺牲线性度或消耗更多的功率。因此，寻找一种能够在提高转换增益的同时，保持高 SFDR 和高线性度的方法具有重要的实际意义。

2. 相关技术综述

2.1 下变频混频器的性能特点

下变频混频器在公共电源轨下，能够在转换增益、线性度和噪声系数（NF）方面提供平衡的射频性能。通过堆叠跨导级、开关四象限级和负载电阻，并采用较高的电源电压（VDD），可以实现较好的性能。然而，这种设计会导致电源轨下的晶体管数量增加。为了减少晶体管数量，一些设计将中频（IF）输出级和本振（LO）开关进行折叠。

2.2 不同技术的优缺点

• 电流泄放有源混频器 ：可以提高转换增益和噪声系数，但 nMOS 电流泄放器会消耗额外的功率。
• 采用电感栅极偏置的电流泄放晶体管 ：在不增加额外功率消耗的情况下，可以提高跨导电流，从而提高转换增益，但会降低噪声系数。
• 直接转换型接收器 ：可以减少硅面积，但会受到直流偏移的影响，导致线性度下降。
• 导数叠加（DS）、改进和增强的 DS 方法 ：可以通过降低三阶互调失真（IM3）来提高有源混频器或低噪声放大器（LNA）的线性度。