基于頻率源的低功耗兩點(diǎn)調(diào)制發(fā)射機(jī)高能效ADC技術(shù)研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，各種無(wú)線通信沒(méi)備已廣泛滲入人們的日常生活和工業(yè)控制的方方面面。市場(chǎng)對(duì)手持設(shè)備提出的要求也從簡(jiǎn)單的功能和性能的實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變到用戶體驗(yàn)的提升上來(lái)，其中最重要就是電池的使用壽命，所以低功耗、高性能、低成本成為一個(gè)產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力所在。頻率源（壓控振蕩器）作為射頻電路的關(guān)鍵模塊，其固有的電壓到頻率的轉(zhuǎn)換特性，可以方便我們實(shí)現(xiàn)頻率的調(diào)制和電壓域到時(shí)間域的轉(zhuǎn)換。本文分別對(duì)采用頻率源的這兩種應(yīng)用系統(tǒng)的低功耗、高能效實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技

2、術(shù)進(jìn)行研究，通過(guò)理論分析并給出了實(shí)際的芯片驗(yàn)證。
　　Zigbee協(xié)議具有低成本、高網(wǎng)絡(luò)容量的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)其數(shù)據(jù)率和最大通信距離可以分別達(dá)到250kbps和100米，使其很適合于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求。本文基于頻率源實(shí)現(xiàn)閉環(huán)鎖相環(huán)的兩點(diǎn)頻率調(diào)制，取代傳統(tǒng)基于混頻器上變頻結(jié)構(gòu)的頻率調(diào)制，降低系統(tǒng)復(fù)雜度，也降低了電路功耗。兩點(diǎn)調(diào)制的發(fā)射機(jī)通常需要額外校正電路來(lái)校正調(diào)制路徑間的失配。本文提出了一種電容減敏的技術(shù)來(lái)降低可變電容的失配，還提出

3、使用交叉偏置技術(shù)擴(kuò)大可變電容管的線性工作范圍。這樣低功耗、低復(fù)雜度的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，可在不采用校正電路的情況下，使兩點(diǎn)調(diào)制的調(diào)制誤差滿足Zigbee系統(tǒng)要求。采用死區(qū)消除的鑒頻鑒相器和高線性、低噪聲的電荷泵來(lái)降低Sigma-Delta調(diào)制器的噪聲折疊效應(yīng)，并采用了電容補(bǔ)償?shù)募夹g(shù)來(lái)提高功率放大器的增益和穩(wěn)定性。所設(shè)計(jì)電路在0.18μmCMOS工藝實(shí)現(xiàn)并測(cè)試。
　　伴隨著CMOS工藝尺寸的縮小其電源電壓也不斷降低，傳統(tǒng)高分辨率的電壓域模數(shù)轉(zhuǎn)

4、換器其每一個(gè)量化臺(tái)階（電壓分辨率）的電平也隨之降低，帶來(lái)的是噪聲的影響變大，需要采用更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)來(lái)抑制噪聲實(shí)現(xiàn)更高的分辨率。令人欣慰的是，工藝尺寸的縮小伴隨著器件寄生的減小，導(dǎo)致器件的傳輸延遲時(shí)間縮小，也就是時(shí)間域的分辨率提高。我們利用頻率源的電壓-頻率的轉(zhuǎn)換特性將電壓域信號(hào)轉(zhuǎn)成時(shí)間域信號(hào)。頻率源的電壓-頻率轉(zhuǎn)換的非線性限制了模數(shù)轉(zhuǎn)換器的SNDR性能，通常的做法是采用閉環(huán)反饋或者后臺(tái)校正的方法，這增加電路的復(fù)雜度和功耗。本文提出了采用異