基于5.8GHz DSRC ETC收發(fā)系統(tǒng)的低功耗SAR ADC和全集成RSSI設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-12-25 10:04
不停車收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)典型應(yīng)用,物聯(lián)網(wǎng)要求成本低,體積小,功耗低,可靠性好,能源效率高。想要同時(shí)滿足這些設(shè)計(jì)要求,最好的設(shè)計(jì)選擇是實(shí)現(xiàn)全集成片上系統(tǒng)(SoC),將射頻電路、模擬電路和數(shù)字電路集成為一個(gè)復(fù)雜的單芯片數(shù)字通信系統(tǒng)。本文結(jié)合通信原理、模擬集成電路設(shè)計(jì)等相關(guān)理論,對(duì)基于5.8GHz DSRC ETC全集成射頻接收機(jī)中的關(guān)鍵模塊-逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(SAR ADC)和信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)器(RSSI)進(jìn)行了深入研究。5.8GHz DSRC ETC全集成芯片對(duì)ADC的功耗要求最為嚴(yán)格,對(duì)其速度和精度要求一般。通過對(duì)幾種主流ADC的性能對(duì)比,我們發(fā)現(xiàn)在同等采樣率和精度的要求下,SAR ADC的功耗最低,符合該全集成芯片的要求。在該ETC芯片中共有兩種應(yīng)用,一種是作為接收機(jī)鏈路的主ADC,將中頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),送入基帶解調(diào);一種是作為輔助ADC,配合RSSI電路檢測(cè)接收機(jī)鏈路上的信號(hào)強(qiáng)度,為自動(dòng)增益控制算法提供依據(jù)。基于SMIC 0.13工藝,本文設(shè)計(jì)了一個(gè)8bit,32.738MHz采樣率的SAR ADC,并且采用多種優(yōu)化面積、功耗以及速度的設(shè)計(jì)方法。其數(shù)模轉(zhuǎn)換...
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒言
1.1 研究背景及意義
1.2 ETC系統(tǒng)介紹
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 芯片設(shè)計(jì)
2.1 ETC系統(tǒng)射頻芯片
2.2 ADC結(jié)構(gòu)選擇
2.3 RSSI的系統(tǒng)分析
2.4 總結(jié)
第三章 SARADC設(shè)計(jì)
3.1 DAC設(shè)計(jì)
3.1.1 低功耗設(shè)計(jì)方法
3.1.2 電容的選擇
3.2 開關(guān)設(shè)計(jì)
3.2.1 MOS開關(guān)的導(dǎo)通阻抗
3.2.2 采樣保持開關(guān)
3.2.3 置位開關(guān)
3.3 比較器設(shè)計(jì)
3.3.1 比較器參數(shù)設(shè)計(jì)要求
3.3.2 比較器電路設(shè)計(jì)
3.3.3 比較器仿真結(jié)果
3.4 異步邏輯控制電路
3.4.1 內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生電路
3.4.2 DAC開關(guān)控制電路
3.5 總結(jié)
3.5.1 動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量
3.5.2 靜態(tài)參數(shù)測(cè)量
第四章 RSSI設(shè)計(jì)
4.1 系統(tǒng)優(yōu)化分析
4.2 限幅放大器設(shè)計(jì)
4.3 全波整流器設(shè)計(jì)
4.4 直流失調(diào)消除電路
4.5 電壓轉(zhuǎn)換電路
4.6 校準(zhǔn)電路
4.7 總結(jié)
第五章 芯片測(cè)試
第六章 總結(jié)和展望
6.1 設(shè)計(jì)總結(jié)
6.2 設(shè)計(jì)展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種12位4MS/s異步SAR ADC[J]. 李彬,周夢(mèng)嶸,謝亮,金湘亮. 微電子學(xué). 2016(05)
[2]An 8 bit 12 MS/s asynchronous successive approximation register ADC with an on-chip reference[J]. 余萌,吳禮鵬,李福樂,王志華. Journal of Semiconductors. 2013(02)
[3]應(yīng)用于SAR ADC中逐次逼近寄存器的設(shè)計(jì)[J]. 張少真,李哲英. 北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
[4]WLAN射頻系統(tǒng)接收信號(hào)強(qiáng)度指示器的設(shè)計(jì)[J]. 魯志剛,劉倫,萬天才. 微電子學(xué). 2010(06)
[5]流水線ADC中高速比較器的設(shè)計(jì)和分析[J]. 楊文榮,王加?xùn)|. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(14)
[6]碼密度法測(cè)量模數(shù)轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)參數(shù)[J]. 方穗明,王占倉. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(11)
[7]用于藍(lán)牙接收通道的CMOS限幅放大器和功率指示計(jì)[J]. 王靜光,馬德群,洪志良. 應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(05)
[8]ADC信噪比的分析及高速高分辨率ADC電路的實(shí)現(xiàn)[J]. 許嘉林,盧艷娥,丁子明. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2004(04)
[9]模數(shù)變換器的幾種典型結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用[J]. 曹鵬,費(fèi)元春. 電訊技術(shù). 2003(03)
[10]高速模/數(shù)轉(zhuǎn)換器常規(guī)參數(shù)的動(dòng)態(tài)測(cè)試[J]. 蔣和倫. 微電子學(xué). 2003(03)
博士論文
[1]用于單片集成傳感器的低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李金鳳.大連理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3726403
【文章頁數(shù)】:56 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒言
1.1 研究背景及意義
1.2 ETC系統(tǒng)介紹
1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容
1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 芯片設(shè)計(jì)
2.1 ETC系統(tǒng)射頻芯片
2.2 ADC結(jié)構(gòu)選擇
2.3 RSSI的系統(tǒng)分析
2.4 總結(jié)
第三章 SARADC設(shè)計(jì)
3.1 DAC設(shè)計(jì)
3.1.1 低功耗設(shè)計(jì)方法
3.1.2 電容的選擇
3.2 開關(guān)設(shè)計(jì)
3.2.1 MOS開關(guān)的導(dǎo)通阻抗
3.2.2 采樣保持開關(guān)
3.2.3 置位開關(guān)
3.3 比較器設(shè)計(jì)
3.3.1 比較器參數(shù)設(shè)計(jì)要求
3.3.2 比較器電路設(shè)計(jì)
3.3.3 比較器仿真結(jié)果
3.4 異步邏輯控制電路
3.4.1 內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生電路
3.4.2 DAC開關(guān)控制電路
3.5 總結(jié)
3.5.1 動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)量
3.5.2 靜態(tài)參數(shù)測(cè)量
第四章 RSSI設(shè)計(jì)
4.1 系統(tǒng)優(yōu)化分析
4.2 限幅放大器設(shè)計(jì)
4.3 全波整流器設(shè)計(jì)
4.4 直流失調(diào)消除電路
4.5 電壓轉(zhuǎn)換電路
4.6 校準(zhǔn)電路
4.7 總結(jié)
第五章 芯片測(cè)試
第六章 總結(jié)和展望
6.1 設(shè)計(jì)總結(jié)
6.2 設(shè)計(jì)展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]一種12位4MS/s異步SAR ADC[J]. 李彬,周夢(mèng)嶸,謝亮,金湘亮. 微電子學(xué). 2016(05)
[2]An 8 bit 12 MS/s asynchronous successive approximation register ADC with an on-chip reference[J]. 余萌,吳禮鵬,李福樂,王志華. Journal of Semiconductors. 2013(02)
[3]應(yīng)用于SAR ADC中逐次逼近寄存器的設(shè)計(jì)[J]. 張少真,李哲英. 北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(02)
[4]WLAN射頻系統(tǒng)接收信號(hào)強(qiáng)度指示器的設(shè)計(jì)[J]. 魯志剛,劉倫,萬天才. 微電子學(xué). 2010(06)
[5]流水線ADC中高速比較器的設(shè)計(jì)和分析[J]. 楊文榮,王加?xùn)|. 微計(jì)算機(jī)信息. 2007(14)
[6]碼密度法測(cè)量模數(shù)轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)參數(shù)[J]. 方穗明,王占倉. 北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(11)
[7]用于藍(lán)牙接收通道的CMOS限幅放大器和功率指示計(jì)[J]. 王靜光,馬德群,洪志良. 應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(05)
[8]ADC信噪比的分析及高速高分辨率ADC電路的實(shí)現(xiàn)[J]. 許嘉林,盧艷娥,丁子明. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2004(04)
[9]模數(shù)變換器的幾種典型結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用[J]. 曹鵬,費(fèi)元春. 電訊技術(shù). 2003(03)
[10]高速模/數(shù)轉(zhuǎn)換器常規(guī)參數(shù)的動(dòng)態(tài)測(cè)試[J]. 蔣和倫. 微電子學(xué). 2003(03)
博士論文
[1]用于單片集成傳感器的低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 李金鳳.大連理工大學(xué) 2010
本文編號(hào):3726403
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