论文部分内容阅读
随着无线通信技术的快速发展,便携式设备需求的日益增加,短距离无线网络技术成为研究热点,这也促进了超宽带、蓝牙、Zigbee以及无线局域网等技术的迅猛发展。超宽带技术由于其低成本、低功耗的特点,可以满足快速增长的无线通信市场对射频收发机芯片组的消费需求,受到了广泛的关注。本文的工作主要分为两个部分:基于脉冲超宽带体制设计了一款低功耗的开关键控(OOK)发射机;同时实现了一款应用于数字视频广播(DVB)的噪声抵消低噪声放大器。
环形振荡器由于其紧凑型设计、宽调谐范围、低功耗消耗,一直是广泛用于模拟和数字领域的一个核心模块。但是频率精度差,随工艺波动大,导致系统的其他部分要进行冗余设计以适应频率偏移的最差情况,增加了系统设计的难度。本文在限定功耗情况下,利用负反馈技术和体效应,实现了环形振荡器2.1 GHz带宽的频率调谐范围。改进偏置电路,使得环形振荡器频率不易随工艺和温度变化。采用0.13μm CMOS工艺实现中心频率4 GHz的环形振荡器,后仿验证其对工艺和温度的补偿作用。
脉冲超宽带通信系统最简单的调制方式是OOK,主要应用在控制和传感器领域。由于发送的脉冲是单一的符号,OOK发射机电路能量效率很高。为了实现低功耗,本文设计的OOK发射机在产生信号脉冲的同时,多出一路用于开关通断相应电路的功耗控制信号,允许发射机在传输“0”时处于休眠状态。采用0.13μm CMOS工艺实现3-5 GHz脉冲体制超宽带OOK发射机,后仿显示发射机在10 Mbps传输速率时输出电压峰峰值550 mV,能量效率32 pJ/Pulse。
数字视频广播对射频前端接收机的低噪声系数要求很高,作为射频前端接收机的第一级,低噪放决定着整个接收机的噪声特性。本文针对传统反馈电阻低噪放噪声系数大的问题,采用交叉耦合连接复合NMOS/PMOS晶体管对技术,部分抵消输入晶体管所产生的噪声,理论证明该结构可以达到很低的噪声性能。采用0.18μm CMOS工艺实现低噪放,测试显示低噪放的噪声系数在900 MHz时最小值为2.3 dB,而且在300 MHz到1.2 GHz的频段内低于3.1 dB,功耗12.6 mW,验证了设计的正确性。