應(yīng)用于短距離器件的帶片上自校準(zhǔn)技術(shù)接收機(jī)的研究與實現(xiàn).pdf

1、短距離器件(Short Range Devices，SRD)在遠(yuǎn)程抄表，無線安防，設(shè)備管理以及監(jiān)控等方面有著廣泛的應(yīng)用，涵蓋了工業(yè)、健康、消費、安全、交通以及汽車電子等領(lǐng)域。
　　 本論文從應(yīng)用于ISM頻段SRD接收機(jī)的研究為出發(fā)點，著眼于低功耗和低成本的高集成度接收機(jī)的設(shè)計，以滿足SRD的市場定位。接收機(jī)的工作頻率、調(diào)制方式、系統(tǒng)架構(gòu)、工藝以及電路模塊的設(shè)計等方面均在滿足性能的前提下進(jìn)行了功耗和成本的優(yōu)化，并提出了用于接收機(jī)的

2、自校準(zhǔn)電路。
　　 在總結(jié)目前廣泛采用的幾種接收機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文根據(jù)典型的SRD協(xié)議ETSI EN300220(歐洲)和ARIB STD T-67(日本)，提出了最適合SRD應(yīng)用的低中頻方案，并詳細(xì)的分析和制定了工作在315/433MHz接收機(jī)的系統(tǒng)性能指標(biāo)。
　　 針對影響接收機(jī)信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)最主要的三種非理想因素，本文提出了相應(yīng)的片上自校準(zhǔn)技術(shù)，主要包括了：I/Q

3、失配自動校準(zhǔn)電路，自動增益控制(AGC)以及用于片上時鐘的自動頻率校準(zhǔn)技術(shù)(AFC)。片上自校準(zhǔn)模塊均采用數(shù)字電路實現(xiàn)，占用的芯片面積小，功耗低。
　　 介紹了接收機(jī)各部分電路的設(shè)計，主要包括了低噪聲放大器、正交下混頻器、復(fù)數(shù)濾波器、可變增益放大器以及校準(zhǔn)電路。在低噪聲放大器的設(shè)計中，輸入級采用電容交叉耦合的共柵結(jié)構(gòu)不僅實現(xiàn)315MHz以及433MHz兩個頻段的同時匹配，還對噪聲性能和功耗進(jìn)行了優(yōu)化；提出了一種正交下混頻器，具有

4、較高的線性度；針對所采用的低中頻接收機(jī)結(jié)構(gòu)，采用了四階Gm-C型Butterworth復(fù)數(shù)濾波器以抑制鏡像信號；為了提高接收機(jī)的動態(tài)范圍，采用了增益級和衰減級級聯(lián)的增益可變放大器結(jié)構(gòu)。整個接收機(jī)只有壓控振蕩器(VCO)不可避免的采用一個差分電感，具有很高的集成度。
　　 本論文還實現(xiàn)了應(yīng)用于SRD的接收機(jī)，芯片由0.25-μm CMOS標(biāo)準(zhǔn)工藝制造。接收機(jī)的輸入匹配在兩個頻段均小于-20dB，低噪放具有四檔可變增益，以5dB/檔