本文選題：Zigbee　切入點(diǎn)：低中頻　出處：《西安電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：無(wú)線通信技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速,出現(xiàn)了多種通信協(xié)議,如紅外、藍(lán)牙、NFC、Wi-Fi以及Zigbee等。相對(duì)于其它協(xié)議,Zigbee協(xié)議是針對(duì)低速率無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)而開(kāi)發(fā)的,具有低功耗、低成本、低速率、距離近和自組網(wǎng)的特點(diǎn),在智能家居、工業(yè)監(jiān)控、醫(yī)用器械以及軍事等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在典型的無(wú)線接收機(jī)結(jié)構(gòu)中,如超外差、低中頻和零中頻等結(jié)構(gòu),低中頻結(jié)構(gòu)接收機(jī)以其性能優(yōu)良和便于集成的特點(diǎn)而得到重視,但是低中頻接收機(jī)較其它結(jié)構(gòu)接收機(jī)卻存在著更為嚴(yán)重的鏡像干擾問(wèn)題。本文針對(duì)Zigbee低中頻接收機(jī)中鏡像抑制濾波器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,主要的研究成果有以下幾部分:1.對(duì)低中接收機(jī)中的鏡像干擾問(wèn)題進(jìn)行了研究。在低中頻接收機(jī)前端采用正交混頻,可以有效地區(qū)分開(kāi)有用信號(hào)和鏡像信號(hào),但有用信號(hào)和鏡像信號(hào)卻鏡像分布在正負(fù)頻率軸上,由于傳統(tǒng)實(shí)數(shù)濾波器在正負(fù)頻率軸上具有對(duì)稱的頻率響應(yīng),無(wú)法在允許有用信號(hào)通過(guò)的同時(shí)濾除鏡像信號(hào)。復(fù)數(shù)濾波器只在頻率軸的一側(cè)具有通帶,因此可以完成鏡像抑制作用。Zigbee協(xié)議采用多信道通信,本文提出了采用有源RC復(fù)數(shù)濾波器同時(shí)完成鏡像抑制和信道選擇的方法。2.對(duì)復(fù)數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究。本文總結(jié)了兩種復(fù)數(shù)濾波器的設(shè)計(jì)方法,一種是基于低通濾波器原型的頻率變換法,一種是基于一階復(fù)數(shù)濾波器節(jié)的級(jí)聯(lián)方法,兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。針對(duì)這兩種方法,文中首先采用頻率變換法以一階低通濾波器為原型得到了一階有源RC復(fù)數(shù)濾波器,然后采用級(jí)聯(lián)方法,以一階復(fù)數(shù)濾波器為基本節(jié)得到了一款適用于Zigbee低中頻接收機(jī)的3階巴特沃斯型有源RC復(fù)數(shù)濾波器。得益于一階低通濾波器結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單,上述同時(shí)采用兩種方法的設(shè)計(jì)過(guò)程非常適合手工設(shè)計(jì)。3.對(duì)濾波器中核心運(yùn)放的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。運(yùn)放的非理想效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致有源濾波器的性能惡化,文中對(duì)運(yùn)放的兩種非理想效應(yīng),有限增益帶寬積和轉(zhuǎn)換速率對(duì)濾波器頻率響應(yīng)特性的影響進(jìn)行重點(diǎn)分析。然后在折衷考慮了輸出擺幅,直流增益和帶寬的情況下,選擇兩級(jí)密勒補(bǔ)償結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一款高GBW高轉(zhuǎn)換的運(yùn)放。運(yùn)放的增益為85.8d B,單位增益帶寬為157MHz,相位裕度為59.4°,輸入共模電壓范圍為0.2~1.28V,轉(zhuǎn)換速率為59.7V/μs。4.對(duì)濾波器自動(dòng)頻率調(diào)諧電路進(jìn)行了研究。有源RC復(fù)數(shù)濾波器的中心頻率和帶寬都是由電阻和電容的絕對(duì)值決定的,這些無(wú)源器件在實(shí)現(xiàn)時(shí)不可避免的會(huì)受到PVT的影響而產(chǎn)生偏移。基于主從調(diào)諧原理,本文設(shè)計(jì)了一款頻率檢測(cè)型自動(dòng)頻率調(diào)諧電路,自動(dòng)頻率調(diào)諧電路由模擬部分的環(huán)形振蕩器和數(shù)字部分的控制電路組成,調(diào)頻精度為±1.25%之內(nèi)。5.對(duì)自動(dòng)調(diào)諧3階有源RC復(fù)數(shù)濾波器的性能進(jìn)行了仿真分析。濾波器采用TSMC 0.18μm標(biāo)準(zhǔn)工藝庫(kù)設(shè)計(jì),模擬部分版圖面積為1.3mm×0.6mm。在1.8V的電壓下,模擬部分電流功耗為2.8m A。整體仿真結(jié)果顯示,濾波器帶寬為3.09MHz,中心頻率位于2MHz處,具有24.1d B的鏡像抑制比,帶內(nèi)波紋小于0.1d B,相鄰信道抑制比和相間信道抑制比分別是29.8d B和49.5d B,符合Zigbee協(xié)議要求。
[Abstract]:In this paper , we study the design method of low IF receiver , which is based on low - frequency low - frequency wireless personal area network . The automatic frequency tuning circuit is composed of an analog part of the ring oscillator and the control circuit of the digital part . The frequency modulation accuracy is 鹵 1.25 % . 5 . The performance of the auto - tuned 3rd - order active RC complex filter is simulated and analyzed . The filter is designed with a TSMC 0.18 渭m standard process library . The simulated partial current power consumption is 2.8m A . The overall simulation results show that the filter bandwidth is 3.09MHz , the center frequency is at 2MHz , the ratio of the adjacent channel rejection ratio and the inter - phase channel rejection ratio are 29.8d B and 49.5d B , respectively , which conforms to the requirements of Zigbee protocol .

【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN713;TN92

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8 劉s，

本文編號(hào)：1722523