用于IR-UWB室內(nèi)無線定位系統(tǒng)的時間數(shù)字轉(zhuǎn)換器研究與設計.pdf

1、隨著生產(chǎn)力和科學技術的進一步發(fā)展，室內(nèi)無線定位系統(tǒng)在當前有著巨大的需求，以滿足倉儲系統(tǒng)、停車場系統(tǒng)、服務機器人導航等應用?；贗R-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band)的無線定位系統(tǒng)由于其頻段無需申請牌照、發(fā)射機的效率較高和低功耗、抗多徑、分辨率高等本征的優(yōu)點而引起了廣泛關注。
　　 作為提供測量數(shù)據(jù)的關鍵模塊，TDC(Time-to-Digital Convertor)決定了定位的精度、單組傳感

2、器的可用范圍。通過采用同步時鐘作為測量的基準，并使用多相時鐘信號提高轉(zhuǎn)換分辨率，可使TDC的測量精度達到ns級別。
　　 本文的主要工作是研究并設計了用于IR-UWB室內(nèi)無線定位系統(tǒng)的TDC電路，主要包括以下幾個方面:
　　 (1)通過建立模型系統(tǒng)地分析了PLL(Phase-Locked Loops)和DLL(Delay-Locked Loops)的工作原理、環(huán)路特性、噪聲性能和非理想性，并在適用范圍、設計難度等方面對二

3、者進行了比較，給后續(xù)的電路設計提供了參考和依據(jù)。
　　 (2)在SMIC0.18μm工藝下設計并實現(xiàn)了一種基于DLL的TDC電路，通過DLL將參考時鐘分為均勻的32個相位以提高其采樣率，使用這些多相時鐘信號驅(qū)動隨后的數(shù)字電路對輸入信號進行采樣，當脈沖到達時將其上升沿所對應的時鐘相位以二進制的形式輸出。經(jīng)過測試，該電路的參考時鐘頻率為60 MHz時可以提供521-ps的轉(zhuǎn)換精度，DNL（Differential Non-Linea