论文部分内容阅读
近年来无线通信技术和集成电路设计技术的飞速发展,使得各种无线通信设备如手机、掌上电脑、射频识别装置等获得了极大的应用,体积小、功能全、功耗低、低成本成为这些无线通信设备的追求目标,而无线射频收发机又是无线通信设备的核心。本论文以FPGA无线配置技术以及WiMAX通信技术作为研究背景,从全集成、低功耗角度出发,重点研究了基于CMOS工艺的便携式无线收发机中关键模块功率放大器以及唤醒电路的实现技术。主要研究工作如下: 1.对三种阻抗匹配网络进行了理论分析,分别为L-C阻抗匹配网络、变压器阻抗匹配网络和电容分压阻抗匹配网络,重点分析了阻抗匹配网络的效率与电感的品质因子和阻抗变换比之间的关系,给出了三种阻抗匹配网络的应用范围,同时设计了匝数比为1∶1和1∶2的变压器阻抗匹配网络,通过分析得到以下结论: 1)L-C阻抗匹配网络并不适合于要求大的阻抗变换比的情况; 2)变压器阻抗匹配网络的效率与阻抗变换比无关,但是变压器的匝数比一般不超过2,否则会大大降低变压器阻抗匹配网络的效率; 2.针对WiMAX协议要求,分别设计了CMOS功率驱动放大器和CMOS双频段功率放火器。功率驱动放大器采用0.13μmCMOS工艺制作,测试结果表明,该功放功率增益为12dB,饱和功率为12dBm,输出1dB压缩点为10dBm。对双频段功率放大器进行了仿真,结果表明该功放在2.5GHz和3.5GHz处输出1dB功率均为22dBm,饱和输出功率为25dBm,功率叠加效率达到25%; 3.针对FPGA无线配置技术,设计了一款CMOS功率放大器,该功放采用电容分压式阻抗匹配网络,测试得到输出1dB点在0dBm左右,输出三阶交调点为9.5dBm,饱和输出功率为5.5dBm,功率叠加效率为8%; 4.针对无线配置收发机对高灵敏度和低功耗的需求,设计了一款低功耗的超再生唤醒电路接收机,提出了一种改进的低功耗片上淬火信号产生电路,减小了接收机的复杂度,并且提高了系统的集成度。测试结果表明,该接收机可以完成接收和解调唤醒信号的功能,整个接收机的灵敏度为-65dBm,功耗为2.2mW。