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應用於WiMAX發射機之具有直流偏移補償基頻濾波器

上網時間: 2007年07月04日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:WiMAX  濾波器  發射機 

摘要

本篇論文主要提出一個應用在發射機的重建濾波器(reconstruction filter),可用來濾除前一級數位類比轉換器(D/A converter)取樣後所產生的高次諧波,及頻帶外(out-band)的雜訊。本濾波器設計為頻寬可調,分別為10、5、2.5、及

1.75MHz,由基頻電路根據DAC的取樣頻率來控制其頻寬。為了在頻帶內有較佳的漣波(in-band ripple)表現,及頻帶外有更好的拒斥效果(out-band rejection),我們使用了五階巴特沃史(Butterworth)濾波器架構來設計。

線性度考量在本次設計相當重要,因此採用active-RC型式而非Gm-C型式。另外考慮到製程變異,及佈局時的不對稱效應所引起的直流偏移(DC offset),因此本次設計使用了伺服迴圈(servo loop)來做直流偏移的補償。此外,藉由跳蛙式(leapfrog)設計來克服電阻電容製程變異對濾波器頻率響應所造成的影響。本晶片使用TSMC 0.13微米CMOS製程設計,其操作電壓為1.2伏特。

1. 前言

WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access),從應用上來說,是像DSL及Cable modem一樣的寬頻連線技術,只不過WiMAX是透過無線傳輸的方式,不需像現有的一些寬頻環境必須挖路佈線,所以WiMAX也就是「最後一哩」的無線化。

WiMAX於2001年起開始制訂規格,在IEEE的標準為802.16,陸續制訂了固定式傳輸(802.16d)及移動式傳輸(802.16e),頻譜分佈分別為2~11GHz及2~6GHz,其傳輸速率最高可達75Mbps,傳輸範圍最遠可達30英哩,而通道頻寬定義在1.5MHz到20MHz [1]。

本設計採用零中頻(zero-IF)的發射機架構,其優點為沒有鏡像(image)問題以及具有高整合度,雖然此架構有直流偏移的問題,但藉著小心仔細的佈局及濾波器伺服迴圈的直流偏移補償,再加上其後端有直流偏移校正電路的輔助,相信克服直流偏移不是難題!此外,本設計需要一個可變頻寬的低通濾波器,其頻寬分別為10、5、2.5及1.75MHz,以符合WiMAX系統的不同頻寬需求。

請下載PDF文件,以閱讀完整文章。

作者:郭信宏 / 系統晶片中心,高頻積體電路設計部




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