WSN射頻收發(fā)機中下變頻復(fù)數(shù)混頻器和復(fù)數(shù)帶通濾波器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，簡稱WSN)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作的感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、工業(yè)等很多方面都將有著廣泛的用途，近年來在國際上引起了廣泛的重視和投入。研究并設(shè)計應(yīng)用于WSN系統(tǒng)的射頻收發(fā)機芯片具有重要的意義。
　　 本文基于TSMC0.1

2、8μm RF CMOS工藝，設(shè)計并實現(xiàn)了應(yīng)用于無線傳感網(wǎng)射頻收發(fā)芯片的下變頻復(fù)數(shù)混頻器和復(fù)數(shù)帶通濾波器。下變頻復(fù)數(shù)混頻器采用雙平衡MOS開關(guān)混頻器電路結(jié)構(gòu)，以滿足高線性度和低功耗的要求。芯片測試結(jié)果表明：混頻器的電壓增益為-8.6dB，噪聲系數(shù)為10.6dB，輸入1dB壓縮點為-1dBm，芯片性能達(dá)到系統(tǒng)指標(biāo)要求并能夠應(yīng)用到WSN接收機芯片中。復(fù)數(shù)帶通濾波器選擇具有高線性度特點的有源RC結(jié)構(gòu)，利用跳蛙式綜合法模擬無源濾波器來設(shè)計，使濾波

3、曲線對濾波器中的反饋電阻和電容的靈敏度最小。濾波器核心運放單元采用前饋式運算放大器，以較低的功耗達(dá)到盡可能大的增益帶寬積。本文分析了開關(guān)管導(dǎo)通電阻對濾波曲線的影響，提出采用導(dǎo)通電阻來抑制濾波曲線增益尖峰的方法。另外，考慮到工藝角和溫度等不確定因素的影響，為了實現(xiàn)穩(wěn)定、正確的濾波特性，設(shè)計了一個自動頻率校準(zhǔn)電路，并分析了調(diào)諧電路中減小調(diào)諧誤差的設(shè)計要點。芯片測試結(jié)果表明：在1.8V電源電壓下，自動頻率校準(zhǔn)電路正常工作，復(fù)數(shù)帶通濾波器的中心