本文關(guān)鍵詞：應(yīng)用于WSN的2.4GHz低電壓射頻接收前端的設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 射頻接收前端 低噪聲放大器 低功耗 不變頻混頻器

【摘要】：伴隨著通信技術(shù)的發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)已經(jīng)成為未來的發(fā)展趨勢。WSN是一種特殊的無線通信網(wǎng)絡(luò)。它是由大量低功耗低成本的傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自組織多跳網(wǎng)絡(luò)。在高度信息化的現(xiàn)代社會(huì)里,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)必然成為未來的發(fā)展趨勢。射頻收發(fā)機(jī)是WSN中的重要組成部分,具有非常高的研究價(jià)值。本課題采用0.18μm RF CMOS工藝,設(shè)計(jì)了一個(gè)應(yīng)用于WSN的2.4GHz低電壓射頻接收前端。它包括了低噪聲放大器(Low Noise Amplifier, LNA)和下變頻混頻器。LNA采用了共柵結(jié)構(gòu),并運(yùn)用了電容交叉耦合和電流復(fù)用技術(shù)。下變頻混頻器的設(shè)計(jì)以吉爾伯特雙平衡有源結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),跨導(dǎo)級(jí)采用了電流復(fù)用以及噪聲抵消技術(shù)。本文給出了電路設(shè)計(jì),前仿真、版圖設(shè)計(jì)和后仿真。后仿真結(jié)果表明,在1V電源電壓下,射頻輸入頻率為2.442GHz,本振輸入頻率為2.44GHz,該射頻接收前端的電壓轉(zhuǎn)換增益(CGV)為23.6dB,單邊帶(SSB)噪聲系數(shù)(NF)為8dB,輸入三階截點(diǎn)(ⅡP3)為-21.8dBm,工作電流為1.8mA。本論文設(shè)計(jì)的射頻接收前端電路,因采用了噪聲抵消以及電流復(fù)用技術(shù),在低功耗下實(shí)現(xiàn)了良好的噪聲性能。經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化,可以運(yùn)用到WSN射頻接收發(fā)芯片中。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 射頻接收前端 低噪聲放大器 低功耗 不變頻混頻器
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN859;TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題研究背景與意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 研究內(nèi)容與設(shè)計(jì)指標(biāo)10-12
• 1.3.1 研究內(nèi)容10-11
• 1.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)11-12
• 1.4 論文組織與結(jié)構(gòu)安排12-13
• 第2章 射頻接收前端13-29
• 2.1 接收機(jī)簡介13-17
• 2.1.1 超外差接收機(jī)13-14
• 2.1.2 零中頻接收機(jī)14-16
• 2.1.3 低中頻接收機(jī)16-17
• 2.2 低噪聲放大器17-24
• 2.2.1 低噪聲放大器的主要性能參數(shù)17-21
• 2.2.2 低噪聲放大器的基本結(jié)構(gòu)21-24
• 2.3 混頻器24-28
• 2.3.1 混頻器的主要性能參數(shù)24-25
• 2.3.2 混頻器的基本結(jié)構(gòu)25-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 低電壓射頻接收前端的設(shè)計(jì)與前仿真29-53
• 3.1 LNA的設(shè)計(jì)29-36
• 3.1.1 LNA的電路結(jié)構(gòu)29-30
• 3.1.2 LNA中的負(fù)載選擇30-31
• 3.1.3 LNA中的等效跨導(dǎo)提高技術(shù)31-33
• 3.1.4 LNA中的電流復(fù)用技術(shù)33-35
• 3.1.5 LNA的穩(wěn)定性35-36
• 3.2 下變頻混頻器的設(shè)計(jì)36-40
• 3.2.1 下變頻混頻的電路結(jié)構(gòu)36-37
• 3.2.2 混頻器跨導(dǎo)級(jí)的設(shè)計(jì)37-39
• 3.2.3 混頻器開關(guān)對(duì)的設(shè)計(jì)39-40
• 3.2.4 混頻器負(fù)載的設(shè)計(jì)40
• 3.3 射頻接收前端的整體電路40-41
• 3.4 射頻接收前端的前仿真41-51
• 3.4.1 輸入匹配S11的前仿真41-43
• 3.4.2 電壓轉(zhuǎn)換增益的前仿真43-46
• 3.4.3 單邊帶(SSB)噪聲系數(shù)的前仿真46-47
• 3.4.4 輸入1dB壓縮點(diǎn)的前仿真47-49
• 3.4.5 輸入三階截點(diǎn)(ⅡP3)的前仿真49-50
• 3.4.6 工作電流的前仿真50-51
• 3.5 射頻接收前端的前仿真結(jié)果51-52
• 3.6 本章小節(jié)52-53
• 第4章 低電壓射頻接收前端的版圖設(shè)計(jì)及后仿真53-67
• 4.1 集成電路版圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)53-55
• 4.1.1 寄生參數(shù)53
• 4.1.2 閂鎖效應(yīng)53-54
• 4.1.3 天線效應(yīng)54
• 4.1.4 線電流密度54-55
• 4.1.5 對(duì)稱性55
• 4.2 射頻接收前端的版圖設(shè)計(jì)55-57
• 4.3 射頻接收前端的后仿真57-65
• 4.3.1 輸入匹配S11的后仿真57-58
• 4.3.2 電壓轉(zhuǎn)換增益的后仿真58-61
• 4.3.3 單邊帶(SSB)噪聲系數(shù)的后仿真61-62
• 4.3.4 輸入三階截點(diǎn)(ⅡP3)后仿真62-63
• 4.3.5 工作電流的后仿真63-65
• 4.4 射頻接收前端的后仿真結(jié)果65
• 4.5 本章小節(jié)65-67
• 第5章 總結(jié)與展望67-69
• 5.1 工作總結(jié)67
• 5.2 工作展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 致謝73-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文75

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