WSN射頻收發(fā)芯片中低電壓中頻電路設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)，是由大量微型傳感器節(jié)點通過無線通信的方式形成的一個多跳自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。無線傳感器節(jié)點一般由電池供電，為了延長節(jié)點的工作壽命，應(yīng)盡可能降低節(jié)點工作電壓，減小節(jié)點功耗，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和控制信號幅度等關(guān)鍵作用，為了促進無線傳感器網(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)計并實現(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。針對有源復(fù)數(shù)濾波器，本文提出了極點構(gòu)造法簡化了其設(shè)計流程，通過三個單極點復(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，單極點復(fù)數(shù)濾波

3、器的設(shè)計利用了源級負反饋、負阻等技術(shù)，同時通過恒跨導偏置電路減小濾波器參數(shù)隨工藝角溫度的影響。針對限幅放大器，本文設(shè)計了自偏置負載結(jié)構(gòu)的放大單元和直流失調(diào)消除單元，實現(xiàn)了高增益和低功耗的單元電路，同時本文詳細推導了直流失調(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將導致版圖面積過大或功耗過高等問題，為了實現(xiàn)版圖面積與功耗的折中，本文設(shè)計了帶有多個直流失調(diào)反饋環(huán)路的限幅放大器結(jié)構(gòu)。
　　芯片測試結(jié)果表明，復(fù)數(shù)濾波器通帶