傳感器技術(shù)、信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)被認為是21世紀信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱,而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)融合了這三種技術(shù),并迅速成為當前國際上備受關(guān)注的前沿?zé)狳c研究領(lǐng)域。人體無線體域網(wǎng)(WBAN)是一種特殊的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),它主要實現(xiàn)對人體生命體征信號的智能監(jiān)控和感知。WBAN節(jié)點的續(xù)航能力一直是其普及過程中面臨的重要問題,面向能量收集的WBAN節(jié)點芯片設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)對降低人體體域網(wǎng)設(shè)備的體積和成本,以及人體體域網(wǎng)的應(yīng)用普及具有重要意義。為了在體積限制的條件下提高WBAN節(jié)點的續(xù)航能力,一方面,需要對環(huán)境能量進行高效采集和管理,另一方面,需要優(yōu)化WBAN節(jié)點的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),利用先進的低壓集成電路設(shè)計技術(shù)降低WBAN節(jié)點電路的功耗。本文對自供電人體體域網(wǎng)節(jié)點芯片中的關(guān)鍵技術(shù)開展了深入研究。研究內(nèi)容主要包括三個方面:能量收集電路的設(shè)計、低功耗功率管理電路的設(shè)計以及低功耗集成發(fā)射機的設(shè)計。在對傳統(tǒng)的熱電能量收集電路研究基礎(chǔ)上,本文首先對不同工作模式的Boost轉(zhuǎn)換器進行了導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗分析,采用了臨界導(dǎo)通工作模式來降低導(dǎo)通損耗,提高了Boost轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。本文也提出一種自適應(yīng)導(dǎo)通電阻電路,該...

【文章來源】： 沐俊超 西安電子科技大學(xué)

【文章頁數(shù)】：148 頁

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摘要
ABSTRACT
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縮略語對照表
第一章 背景介紹
    1.1 WBAN的研究現(xiàn)狀
    1.2 本文的研究內(nèi)容
第二章 能量收集電路的研究
    2.1 熱電能量收集原理介紹
        2.1.1 熱電傳感器的原理
        2.1.2 傳統(tǒng)熱電能量收集方案
    2.2 熱電能量收集的分析
        2.2.1 熱電能量收集的整體方案
        2.2.2 功率損耗分析以及模式的選擇
    2.3 高效熱電能量收集電路的設(shè)計
        2.3.1 啟動電路的設(shè)計
        2.3.2 最大功率點跟蹤的設(shè)計
        2.3.3 低功耗基準的設(shè)計
        2.3.4 自適應(yīng)導(dǎo)通電阻開關(guān)和高端控制電路
    2.4 本章總結(jié)
第三章 功率管理電路的設(shè)計
    3.1 功率管理電路的介紹
    3.2 穩(wěn)壓電路的設(shè)計
        3.2.1 低噪聲LDO的設(shè)計
        3.2.2 低噪聲基準的設(shè)計
        3.2.3 電壓自舉電路的設(shè)計
    3.3 功率監(jiān)測電路的設(shè)計
    3.4 本章總結(jié)
第四章 低功耗發(fā)射機的設(shè)計
    4.1 發(fā)射機的基本原理介紹
    4.2 低壓低功耗PLL的設(shè)計
        4.2.1 鎖相環(huán)的原理介紹
        4.2.2 低壓低功耗鎖相環(huán)電路的設(shè)計
    4.3 上混頻電路的設(shè)計
    4.4 本章總結(jié)
第五章 仿真和測試結(jié)果
    5.1 能量收集電路的仿真和測試
        5.1.1 熱電能量收集的測試結(jié)果
        5.1.2 低功耗基準的測試結(jié)果
    5.2 功率管理電路的仿真和測試
    5.3 低功耗收發(fā)機的仿真和測試
    5.4 本章總結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3482024