Satu pencampur penukaran bawah terus yang beroperasi pada frekuensi radio (RF) dari 3.696GHz hingga 4.224GHz telah direkabentuk berdasarkan spesifikasi multiband orthogonal frequency division multiplexing (MB-OFDM). Julat frekuensi tersebut merupakan jalur frekuensi kedua untuk penghantaran UWB seperti yang dicadangkan oleh Multiband OFDM Alliance (MBOA). Frekuensi pembawa local oscillator (LO) ialah 3.96GHz. Pencampur penukaran bawah ini direkabentuk dengan menggunakan teknologi 0.18μm CMOS daripada Siltera. Litar pencampur tersebut adalah hasil pengubahsuaian daripada sel Gilbert. Teknik current-reuse bleeding and satu pengaruh salunan tambahan digunakan untuk memperbaiki pencapaian pencampur supaya ia adalah sesuai untuk kegunaan UWB. Pengaruh salunan tambahan tersebut mempunyai nilai optimum sebanyak 3nH. Pencampur penukaran bawah tersebut mencapai gandaan penukaran sebanyak 5.18dB, angka hingar dua jalur sisi sebanyak 4.51dB, titik pintasan tertib ketiga sebanyak -7.87dBm dan juga gandaan pemampatan kuasa sebanyak -18.55dBm. Litar pencampur penukaran bawah tersebut turut menghilangkan kuasa sebanyak 11.57mW pada sumber voltan 1.8V. Pencapaian pencampur tersebut telah disahkan menggunakan perisian Cadence Spectre. Selain daripada perisian, thesis ini turut melibatkan perkakasan. Pencampur penukaran bawah keluaran Maxim, iaitu MAX2680, telah diukur pencapaiannya terhadap spesifikasi yang diberikan dalam helaian data. Maxim MAX2680 merupakan pencampur double-balanced Gilbert yang dihasilkan menggunakan proses silicon-germanium. Ia mempunyai ciri tutup kuasa rendah yang membolehkan operasi biasa pada keadaan high dan sebaliknya. MAX2680 evaluation kit yang mengandungi semua komponen yang diperlukan oleh litar pengukuran telah digunakan untuk tujuan pengukuran tersebut. Liang RF dan IF masing-masing dipadankan 50Ω pada frekuensi 900MHz dan 70MHz. Frekuensi LO ditetapkan pada 970MHz. HP8593E spectrum analyzer (9kHz-26.5GHz) dan HP8648B penjana isyarat RF (9kHz-2000MHz) yang merangkumi frekuensi operasi tersebut telah digunakan. Pada -25dBm kuasa RF dan -5dBm kuasa LO, keputusan pengukuran menunjukkan bahawa MAX2680 memberikan gandaan kuasa penukaran sebanyak 18.4dB dan titik pintasan tertib ketiga sebanyak -18.19dBm pada sumber voltan 3.0V serta mengalirkan arus terus sebanyak 5.05mA
______________________________________________________________________________________
This thesis works on the design of a key radio frequency (RF) front-end component in the UWB direct conversion transceiver, namely, the down conversion mixer. The down conversion mixer is designed according to the multiband orthogonal frequency division multiplexing (MB-OFDM) specifications using Siltera 0.18μm CMOS technology. The down conversion mixer topology is Gilbert cell based. Its performance is improved by adding the current-reuse technique and an extra resonant inductor, making it an appropriate topology for UWB applications. An optimum value of 3nH resonant inductor is used for the purpose. The operating RF input frequencies for this down conversion mixer is from 3.696GHz to 4.224GHz. The frequency range is the second sub-band for UWB transmission in Multiband OFDM Alliance (MBOA) proposal. The local oscillator (LO) carrier frequency is fixed at 3.96GHz. The designed mixer achieves voltage conversion gain of 5.18dB, double-side band noise figure of 4.51dB, IIP3 of -7.87dBm and 1dB compression point of -18.55dBm. The circuit dissipates 11.57mW under a supply voltage of 1.8V. The mixer performances have been verified through Cadence Spectre simulation. Apart from down conversion mixer design, mixer characterization is the second task in this thesis. The Maxim MAX2680 down conversion mixer is characterized according to its data sheet specification. Maxim MAX2680 is a double-balanced Gilbert cell mixer manufactured using silicon-germanium process. Maxim MAX2680 provides a low power shut down feature which drives low to disable all device functions while drives high for normal operation. The MAX2680 evaluation kit includes all of the critical components needed in the test circuit and is purchased for the measurement purpose. The RF input is matched to 50Ω at 900MHz and the IF output is matched to 50Ω at 70MHz. The LO frequency is set to 970MHz. HP8593E spectrum analyzer (9kHz-26.5GHz) and HP8648B RF signal generator (9kHz-2000MHz) that cover the operating frequency of interest are used as the measurement tools. According to measurement results, with RF power of -25dBm and LO power of -5dBm, the MAX2680 provides power conversion gain of 18.4dB, 1dB compression point of -28.19dBm and IIP3 of -18.19dBm at the supply voltage of 3.0V and dissipates DC current of 5.05mA.
Rekabentuk pencampur penukaran bawah menggunakan teknologi 0.18μm cmos_Moh Kim Hock_E3_2006_NI