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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2017/2018
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 095274 - RF CIRCUIT DESIGN
Docente Levantino Salvatore
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (476) ELECTRONICS ENGINEERING - INGEGNERIA ELETTRONICA*AZZZZ095274 - RF CIRCUIT DESIGN

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

Course Description

This course provides the fundamentals of radio-frequency (RF) front-ends for wireless systems, with particular emphasis to the integration in CMOS and BiCMOS processes. Topics covered include: review of architectures of RF receivers/transmitters and digital modulations, design of building blocks (low-noise amplifiers, mixers, oscillators, frequency synthesisers). The primary goal of the course is to provide students with the basic skills and knowledge required to analyse and design practical RF circuits. Extensive laboratory experiences will be carried out using commercial tools, to show practical design flow at both system and circuit level.

 

Outline of Topics

1) Frequency synthesizer design

Review of analog and digital modulations. Phase noise. Reciprocal mixing and integrated phase noise. Requirement of a local oscillator in a wireless receiver and transmitter. Phase-locked loop (PLL), lock range, continuous-time model. Charge-pump PLL. Integer-N frequency synthesisers. Phase noise in PLLs. Reference spur.

 

2) Wireless system fundamentals

Impact of distortion in radio receivers, intercept points (IP2, IP3). Impact of noise, noise figure and sensitivity. Dynamic range. Conjugate matching. Receiver and transmitter architectures: heterodyne and homodyne. 

 

3) Design of RF radio building blocks

Impedance transformation networks. Oscillators: feedback and negative-resistance model, amplitude stabilisation, voltage-controlled oscillators, phase-noise-versus-power trade-off. Low-noise amplifiers (LNAs): inductive degeneration, noise-cancelling. Mixers: passive/active, single-/double-balanced mixers, conversion gain and noise. RF power amplifiers: efficiency-versus-linearity tradeoff, main classes.

 

Experimental Laboratory

i) Radio transmitter design, modeling and simulation in Matlab. Demodulation with Keysight VSA 89600 software.
i) System-level PLL modeling, design and simulation in Matlab Simulink.
iii) Circuit-level design and simulation of a 1.5-GHz LNA in Cadence Virtuoso.
iv) Circuit-level design and simulation of a 1.5-GHz VCO in Cadence Virtuoso.
v) Circuit-level design and simulation of a 1.5-GHz mixer in Cadence Virtuoso. Simulation of the whole receiver front-end.

 

Learning Outcomes

By the end of this course, students will be able to: a) understand the issues of wireless systems and the implication in terms of system- and circuit-level specifications; b) design a frequency synthesiser to meet given specifications; d) design RF circuits to meet given specifications.

Prerequisites

There are no official prerequisites for this course. However, some background in i) Communication Theory, ii) Control Theory, iii) Analog Circuit Design is recommended.


Note Sulla Modalità di valutazione

Written examination (consisting of numerical problems) + oral examination (consisting of a single theoretical question).


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaBehzad Razavi, RF Microelectronics - Second Edition, Editore: Pearson, Anno edizione: 2011, ISBN: 0132839415
Risorsa bibliografica obbligatoriaAndrea Leonardo Lacaita, Salvatore Levantino, Carlo Samori, Integrated Frequency Synthesizers for Wireless Systems, Editore: Cambridge University Press, Anno edizione: 2007, ISBN: 0521863155

Software utilizzato
Software Info e download Virtual desktop
Ambiente virtuale fruibile dal proprio portatile dove vengono messi a disposizione i software specifici per all¿attività didattica
PC studente
Indica se è possibile l'installazione su PC personale dello studente
Aule
Verifica se questo software è disponibile in aula informatizzata
Altri corsi
Verifica se questo software è utilizzato in altri corsi
CADENCE DESIGN SYSTEMS Cadence - SI NO
MATHWORKS Matlab SI SI

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
50.0
esercitazione
40.0
laboratorio informatico
30.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
0.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Inglese
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.7.2 / 1.7.2
Area Servizi ICT
03/07/2022