本文關(guān)鍵詞：無線收發(fā)機關(guān)鍵模塊研究

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【摘要】：射頻無線收發(fā)機目前應用于社會生活的各個方面。本文將研究無線收發(fā)機中的兩個模塊:整流電路和可變增益放大器。無線充電具有廣闊的市場前景。植入體內(nèi)的生物醫(yī)學設(shè)備的接收機基本都采用無線充電的供電方式。隨著無線充電技術(shù)的發(fā)展,未來將會有更多無線接收機采用無線充電的方式供電。整流電路是無線充電系統(tǒng)中重要的模塊,只有通過整流電路才能把接收到的射頻功率轉(zhuǎn)化為直流功率給后級負載供電。整流電路的能量轉(zhuǎn)換效率決定了整個無線系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。目前整流電路的研究熱點是提高小輸入功率時的能量轉(zhuǎn)換效率,對于大功率整流電路,目前很少有公開的研究成果。本文分析了傳統(tǒng)整流電路的結(jié)構(gòu),提出了適合大功率整流的電路結(jié)構(gòu)。在設(shè)計大功率整流電路時,MOS的寬度可能達到上萬微米,如何相對準確且快速的確定MOS管的尺寸是一個很具有研究意義的問題。幾乎沒有文獻對于大功率整流電路有完整的理論推導,本文將對大功率整流電路的工作原理進行詳細分析,通過一些簡化和近似,得到了給定功率和能量轉(zhuǎn)換效率要求下的最優(yōu)MOS管寬長比,利用Cadence軟件基于TSMC 0.18um CMOS工藝進行了仿真,推導結(jié)果與仿真結(jié)果的差異在一個可以接受的誤差范圍內(nèi),對于設(shè)計大功率整流電路具有指導意義。此外,所提出的整流電路是需要高速比較器的,本文對于比較器的結(jié)構(gòu)也進行了比較分析,提出了合適的比較器結(jié)構(gòu),完成了版圖�？勺冊鲆娣糯笃鱒GA是接收機中的重要模塊。能夠使接收機的增益隨著輸入信號強度的變化而變化。目前VGA的研究主要集中在低壓低功耗,高增益變化范圍,高帶寬,以及實現(xiàn)更加精確的增益dB線性變化等領(lǐng)域。本文設(shè)計一款在1.2V供電電壓下,增益變化范圍超過30dB,帶寬超過50MHz的VGA。為了保證整個AGC環(huán)路的建立時間為常數(shù),還要保證VGA的增益是能夠dB線性變化的。本文分析了常用VGA結(jié)構(gòu)的工作原理以及優(yōu)缺點,最后設(shè)計了以Gilbert單元為主體的可變增益放大器。采用了構(gòu)造近似指數(shù)函數(shù)的方法來實現(xiàn)增益dB線性變化。在輸出端引入了零點來提高帶寬。為了能夠在1.2V供電電壓的情況下正常工作,采用了輔助放大器來改進Gilbert單元的結(jié)構(gòu),減少了 Gilbert單元累積的MOS管數(shù)量。在Cadence仿真環(huán)境下基于TSMC 0.18um CMOS工藝來進行仿真并完成了版圖。在文章的最后介紹了版圖設(shè)計的基本規(guī)則,主要的注意事項和設(shè)計技術(shù)。
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN859

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本文編號：1285031