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(shí)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(fèi)、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(diǎn)，著眼于低功耗和低成本的高集成度接收機(jī)的設(shè)計(jì)，以滿足SRD的市場(chǎng)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(jì)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(duì)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(dòng)校準(zhǔn)電路，自動(dòng)增益控制(AGC)以及用于片上時(shí)鐘的自動(dòng)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(shí)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(jì)，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?cè)鲆娣糯笃饕约靶?zhǔn)電路。在低噪聲放大器的設(shè)計(jì)中，輸入級(jí)采用電容交叉耦合的共柵結(jié)構(gòu)不僅實(shí)現(xiàn)315MHz以及433MHz兩個(gè)頻段的同時(shí)匹配，還對(duì)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(duì)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(hào)；為了提高接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，采用了增益級(jí)和衰減級(jí)級(jí)聯(lián)的增益可變放大器結(jié)構(gòu)。整個(gè)接收機(jī)只有壓控振蕩器(VCO)不可避免的采用一個(gè)差分電感，具有很高的集成度。
　　 本論文還實(shí)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(gè)頻段均小于-20dB，低噪放具有四檔可變?cè)鲆?，?dB/檔