本文關(guān)鍵詞：人體介質(zhì)通信自動(dòng)增益控制接收前端芯片的研究與設(shè)計(jì)

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【摘要】：人體通信的概念首先由美國(guó)麻省理工學(xué)院提出,該通訊方式把人體作為信號(hào)傳輸通道,實(shí)現(xiàn)信號(hào)在人體表面或內(nèi)部傳輸。采用人體通信技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)人與人之間所持便攜式電子設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互。與常見(jiàn)無(wú)線通信技術(shù)相比,該技術(shù)具有連接方便、不易受外界噪聲干擾、對(duì)外輻射小、低功耗及高保密性等優(yōu)點(diǎn)。目前人體通信系統(tǒng)主要通過(guò)兩種方式將信號(hào)耦合到人體信道:電流耦合和電容耦合。電流耦合將人體當(dāng)作導(dǎo)體,需要從人體接導(dǎo)線引出信號(hào)而且?guī)捳?電容耦合不需要導(dǎo)線,一個(gè)電極可以與人體保持一定的距離,另一個(gè)電極可以懸空而且?guī)挶容^寬。本文針對(duì)人體信道通信中寬頻帶的特點(diǎn),旨在設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于電容耦合方式人體介質(zhì)通信的寬頻帶、大接收動(dòng)態(tài)范圍、高輸入阻抗和高增益的接收前端芯片。該芯片包括單端轉(zhuǎn)差分寬頻帶低噪聲放大器(LNA)、濾波電路和寬頻帶自動(dòng)增益控制放大器(AGC)等關(guān)鍵電路。在人體信道中,由于電容耦合方式輸入阻抗高,輸入信號(hào)處于中低頻段。因此,本文提出一種由共源共柵和共源放大電路組成的單端轉(zhuǎn)差分LNA,該LNA具有高輸入阻抗、寬頻帶、噪聲消除、高增益和無(wú)需大面積電感及電容器件的特性。信號(hào)的衰減程度隨著傳輸距離、載波頻率和人體關(guān)節(jié)部位變化而變化,接收信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍較大,在不同輸入信號(hào)的幅值下,自動(dòng)調(diào)整放大電路的增益變得尤為重要。因此,本文提出一種新的AGC電路,該電路利用了dB線性(d B-linear)近似方法和有源負(fù)載零極點(diǎn)補(bǔ)償技術(shù),使AGC具有低復(fù)雜度、低功耗、寬dB-linear范圍和寬頻帶的特點(diǎn)。本文采用180nm CMOS工藝對(duì)提出的人體介質(zhì)通信接收前端芯片進(jìn)行了前端電路設(shè)計(jì)、后端物理版圖的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。芯片采用1.8V供電,后仿真結(jié)果顯示:LNA的帶寬為1MHz~537MHz,輸入等效噪聲為2.301nV/(Hz)~(1/2),增益為22dB,消耗電流767mA;AGC的增益控制范圍-25~67dB,dB-Linear范圍是62dB(誤差±1dB),帶寬1MHz~125MHz,消耗電流為1.6mA。整個(gè)接收前端芯片能滿足人體信道通信對(duì)信號(hào)增益和帶寬要求。
【關(guān)鍵詞】：人體介質(zhì)通信 低噪聲放大器 自動(dòng)增益控制
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN851;TN402
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)14-15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 人體介質(zhì)通信接收前端芯片系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)16-35
• 2.1 人體信道信號(hào)耦合方式16-19
• 2.1.1 電流耦合16-18
• 2.1.2 電容耦合18-19
• 2.2 電容耦合人體信道頻率特性19-21
• 2.3 前端芯片系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)21-22
• 2.4 LNA方案設(shè)計(jì)22-29
• 2.4.1 LNA主要性能參數(shù)23-27
• 2.4.2 LNA關(guān)鍵指標(biāo)的擬定27-28
• 2.4.3 LNA結(jié)構(gòu)28-29
• 2.5 AGC方案設(shè)計(jì)29-34
• 2.5.1 AGC主要性能參數(shù)29-32
• 2.5.2 AGC關(guān)鍵指標(biāo)的擬定32-33
• 2.5.3 AGC放大器結(jié)構(gòu)33-34
• 2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 高輸入阻抗、寬頻帶單端轉(zhuǎn)差分LNA設(shè)計(jì)35-43
• 3.1 低噪聲技術(shù)35-38
• 3.1.1 電容交叉耦合35-36
• 3.1.2 噪聲反饋與噪聲消除36-37
• 3.1.3 單端轉(zhuǎn)差分噪聲消除37-38
• 3.2 高輸入阻抗、寬頻帶單端轉(zhuǎn)差分LNA設(shè)計(jì)38-39
• 3.3 LNA版圖設(shè)計(jì)和后仿真39-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第四章 低復(fù)雜度寬帶AGC設(shè)計(jì)43-57
• 4.1 VGA設(shè)計(jì)43-53
• 4.1.1 dB-Linear技術(shù)43-45
• 4.1.2 dB-Linear的實(shí)現(xiàn)45-47
• 4.1.3 gm-boost對(duì)d B-Linear的改善47-48
• 4.1.4 有源負(fù)載零極點(diǎn)補(bǔ)償48-50
• 4.1.5 VGA版圖設(shè)計(jì)和后仿真50-53
• 4.2 自動(dòng)增益控制放大器其它模塊設(shè)計(jì)53-55
• 4.2.1 檢波器設(shè)計(jì)53-54
• 4.2.2 比較控制器設(shè)計(jì)54-55
• 4.3 AGC動(dòng)態(tài)范圍和瞬態(tài)后仿真55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 接收前端芯片版圖設(shè)計(jì)和后仿真57-61
• 5.1 人體介質(zhì)通信接收前端芯片的版圖設(shè)計(jì)57-58
• 5.2 人體介質(zhì)通信接收前端芯片的后仿真58-60
• 5.3 本章小結(jié)60-61
• 總結(jié)與展望61-63
• 總結(jié)61
• 展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果68-69
• 致謝69-70
• Ⅳ-2答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)70

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1 ;新一代的DVD芯片[J];電子科技;2001年06期

2 ;芯片設(shè)計(jì)技術(shù)[J];電子工程師;2002年10期

3 徐溢;呂君江;鄧海;申紀(jì)偉;溫志渝;;含陣列電極的硅基電泳芯片微管道性能的表征和分析[J];傳感技術(shù)學(xué)報(bào);2007年06期

4 ;單芯片多夢(mèng)想[J];每周電腦報(bào);1997年33期

5 ;辨證小與大——National Semiconductonr策略準(zhǔn)單芯片系統(tǒng)[J];每周電腦報(bào);1997年30期

6 徐陽(yáng);芯片研究應(yīng)用領(lǐng)域里的最新進(jìn)展[J];電子質(zhì)量;1999年05期

7 周潔 ,楊心懷;32位RISC CPU ARM芯片的應(yīng)用和選型[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2002年08期

8 孫大勇;;現(xiàn)在將來(lái)時(shí)——99 PC一顆芯[J];每周電腦報(bào);1998年16期

9 江先陽(yáng),沈緒榜,張?zhí)煨?通訊專用芯片設(shè)計(jì)綜述[J];微電子學(xué);2001年05期

10 朱海娟;;芯片——?jiǎng)游锏纳矸葑C[J];中國(guó)工作犬業(yè);2004年11期

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 記者 吳苡婷;“光芯片”開(kāi)啟嶄新通訊時(shí)代[N];上�？萍紙�(bào);2010年

2 ;英特爾發(fā)布四款最新芯片組[N];中國(guó)計(jì)算機(jī)報(bào);2002年

3 本報(bào)記者　高麗華　周智;中國(guó)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)邁入“弱冠期”[N];計(jì)算機(jī)世界;2005年

4 本報(bào)記者 丁少將;高集成度芯片支持高清電視普及[N];中國(guó)電子報(bào);2009年

5 本報(bào)通訊員 萬(wàn)苗苗;ST騰飛成為芯片巨人[N];中國(guó)電子報(bào);2001年

6 記者 李文爽;中國(guó)芯片設(shè)計(jì) 亟待打破困局[N];電子資訊時(shí)報(bào);2005年

7 本報(bào)記者　陳彬 孔德芳;大系統(tǒng)變小芯片 小芯片有大天地[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

8 ;韓國(guó)芯片業(yè)“二次革命”（三）[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2003年

9 張小明;單芯片：競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)[N];中國(guó)電子報(bào);2000年

10 柳一;創(chuàng)新，決定未來(lái)[N];中國(guó)電子報(bào);2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

1 陳曜;微納光學(xué)環(huán)腔生物傳感芯片的制備研究[D];華中科技大學(xué);2009年

2 蘇璞;牛奶中多種抗生素的懸浮芯片檢測(cè)技術(shù)研究[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2011年

3 鄭朝霞;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)芯片關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2008年

4 鄒志青;聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)芯片系統(tǒng)的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2005年

5 施朝霞;CMOS細(xì)胞膜電位和pH值傳感芯片的設(shè)計(jì)與研究[D];浙江大學(xué);2008年

6 王駿;細(xì)胞電旋轉(zhuǎn)芯片的介電力場(chǎng)計(jì)算模型及系統(tǒng)構(gòu)建[D];華中科技大學(xué);2010年

7 李海軍;加密芯片的旁道攻擊防御對(duì)策研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

8 劉楠;多農(nóng)獸藥殘留檢測(cè)的高通量懸浮芯片技術(shù)研究[D];中國(guó)人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院;2009年

9 朱學(xué)林;電化學(xué)檢測(cè)的PMMA集成毛細(xì)管電泳芯片制作工藝研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

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1 陳振業(yè);人體介質(zhì)通信自動(dòng)增益控制接收前端芯片的研究與設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2016年

2 賴夢(mèng)君;基于免疫親和原理的循環(huán)腫瘤細(xì)胞富集/篩選芯片的構(gòu)建及應(yīng)用初探[D];重慶大學(xué);2012年

3 艾金鵬;無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)芯片的低功耗設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2009年

4 劉曉巍;基于紅外傳感器的心跳探測(cè)芯片的設(shè)計(jì)[D];湖南大學(xué);2006年

5 朱婷;陳列式CMOS生物電信號(hào)傳感芯片研究[D];浙江大學(xué);2006年

6 張力;DVB-S信道接收芯片字節(jié)處理環(huán)節(jié)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2004年

7 張邑博;排列碼加密芯片的設(shè)計(jì)及其在語(yǔ)音通信中的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2006年

8 韓園園;YHFT-DX關(guān)鍵電路測(cè)試芯片的設(shè)計(jì)[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

9 陸嘉莉;低電壓驅(qū)動(dòng)模式的電泳芯片性能分析和芯片電泳過(guò)程研究[D];重慶大學(xué);2007年

10 黃小玲;連續(xù)流細(xì)胞電融合芯片的數(shù)學(xué)仿真[D];重慶大學(xué);2013年

，

本文編號(hào)：962548