發(fā)布時間：2017-07-18 03:03

  本文關鍵詞：應用于WSN的2.4GHz低電壓射頻接收前端的設計

  更多相關文章： 無線傳感器網絡 射頻接收前端 低噪聲放大器 低功耗 不變頻混頻器

【摘要】：伴隨著通信技術的發(fā)展,無線傳感器網絡(Wireless Sensor Network, WSN)已經成為未來的發(fā)展趨勢。WSN是一種特殊的無線通信網絡。它是由大量低功耗低成本的傳感器節(jié)點構成的自組織多跳網絡。在高度信息化的現(xiàn)代社會里,無線傳感器網絡必然成為未來的發(fā)展趨勢。射頻收發(fā)機是WSN中的重要組成部分,具有非常高的研究價值。本課題采用0.18μm RF CMOS工藝,設計了一個應用于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采用了共柵結構,并運用了電容交叉耦合和電流復用技術。下變頻混頻器的設計以吉爾伯特雙平衡有源結構為基礎,跨導級采用了電流復用以及噪聲抵消技術。本文給出了電路設計,前仿真、版圖設計和后仿真。后仿真結果表明,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(ⅡP3)為-21.8dBm,工作電流為1.8mA。本論文設計的射頻接收前端電路,因采用了噪聲抵消以及電流復用技術,在低功耗下實現(xiàn)了良好的噪聲性能。經過進一步優(yōu)化,可以運用到WSN射頻接收發(fā)芯片中。
【關鍵詞】：無線傳感器網絡 射頻接收前端 低噪聲放大器 低功耗 不變頻混頻器
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 研究內容與設計指標10-12
• 1.3.1 研究內容10-11
• 1.3.2 設計指標11-12
• 1.4 論文組織與結構安排12-13
• 第2章 射頻接收前端13-29
• 2.1 接收機簡介13-17
• 2.1.1 超外差接收機13-14
• 2.1.2 零中頻接收機14-16
• 2.1.3 低中頻接收機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構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 混頻器的基本結構25-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第3章 低電壓射頻接收前端的設計與前仿真29-53
• 3.1 LNA的設計29-36
• 3.1.1 LNA的電路結構29-30
• 3.1.2 LNA中的負載選擇30-31
• 3.1.3 LNA中的等效跨導提高技術31-33
• 3.1.4 LNA中的電流復用技術33-35
• 3.1.5 LNA的穩(wěn)定性35-36
• 3.2 下變頻混頻器的設計36-40
• 3.2.1 下變頻混頻的電路結構36-37
• 3.2.2 混頻器跨導級的設計37-39
• 3.2.3 混頻器開關對的設計39-40
• 3.2.4 混頻器負載的設計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壓縮點的前仿真47-49
• 3.4.5 輸入三階截點(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計及后仿真53-67
• 4.1 集成電路版圖設計要點53-55
• 4.1.1 寄生參數(shù)53
• 4.1.2 閂鎖效應53-54
• 4.1.3 天線效應54
• 4.1.4 線電流密度54-55
• 4.1.5 對稱性55
• 4.2 射頻接收前端的版圖設計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(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果65
• 4.5 本章小節(jié)65-67
• 第5章 總結與展望67-69
• 5.1 工作總結67
• 5.2 工作展望67-69
• 參考文獻69-73
• 致謝73-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文75

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本文編號：555713