WSN射頻收發(fā)芯片中低電壓中頻電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)，是由大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信的方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器節(jié)點(diǎn)一般由電池供電，為了延長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)的工作壽命，應(yīng)盡可能降低節(jié)點(diǎn)工作電壓，減小節(jié)點(diǎn)功耗，故低電壓低功耗是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一。中頻電路作為集成電路系統(tǒng)和WSN的重要組成部分，在射頻收發(fā)芯片中起著抑制干擾信號(hào)和控制信號(hào)幅度等關(guān)鍵作用，為了促進(jìn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模應(yīng)用，研究應(yīng)用于WSN的低電壓低功耗中頻電路具有重要意義。
　

2、　本文采用TSMC0.18μm RF CMOS工藝設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用于WSN射頻收發(fā)芯片中低電壓中頻電路，中頻電路包含復(fù)數(shù)濾波器和限幅放大器兩個(gè)模塊。其中復(fù)數(shù)濾波器由有源復(fù)數(shù)濾波器與無源多相濾波器組合而成，這種組合解決了復(fù)數(shù)濾波器高鏡像抑制與低功耗之間的矛盾。針對(duì)有源復(fù)數(shù)濾波器，本文提出了極點(diǎn)構(gòu)造法簡(jiǎn)化了其設(shè)計(jì)流程，通過三個(gè)單極點(diǎn)復(fù)數(shù)濾波器的直接耦合構(gòu)成三階巴特沃斯有源復(fù)數(shù)濾波器。為了提高有源復(fù)數(shù)濾波器的線性度，降低其功耗，單極點(diǎn)復(fù)數(shù)濾波

3、器的設(shè)計(jì)利用了源級(jí)負(fù)反饋、負(fù)阻等技術(shù)，同時(shí)通過恒跨導(dǎo)偏置電路減小濾波器參數(shù)隨工藝角溫度的影響。針對(duì)限幅放大器，本文設(shè)計(jì)了自偏置負(fù)載結(jié)構(gòu)的放大單元和直流失調(diào)消除單元，實(shí)現(xiàn)了高增益和低功耗的單元電路，同時(shí)本文詳細(xì)推導(dǎo)了直流失調(diào)反饋環(huán)路的濾波參數(shù)與增益之間的關(guān)系，指出了低中頻輸入信號(hào)將導(dǎo)致版圖面積過大或功耗過高等問題，為了實(shí)現(xiàn)版圖面積與功耗的折中，本文設(shè)計(jì)了帶有多個(gè)直流失調(diào)反饋環(huán)路的限幅放大器結(jié)構(gòu)。
　　芯片測(cè)試結(jié)果表明，復(fù)數(shù)濾波器通帶