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無線收發(fā)機(jī)關(guān)鍵模塊研究

發(fā)布時(shí)間:2017-12-13 12:00

  本文關(guān)鍵詞:無線收發(fā)機(jī)關(guān)鍵模塊研究


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【摘要】:射頻無線收發(fā)機(jī)目前應(yīng)用于社會(huì)生活的各個(gè)方面。本文將研究無線收發(fā)機(jī)中的兩個(gè)模塊:整流電路和可變?cè)鲆娣糯笃鳌o線充電具有廣闊的市場(chǎng)前景。植入體內(nèi)的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備的接收機(jī)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(huì)有更多無線接收機(jī)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(jí)負(fù)載供電。整流電路的能量轉(zhuǎn)換效率決定了整個(gè)無線系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。目前整流電路的研究熱點(diǎn)是提高小輸入功率時(shí)的能量轉(zhuǎn)換效率,對(duì)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(jì)大功率整流電路時(shí),MOS的寬度可能達(dá)到上萬微米,如何相對(duì)準(zhǔn)確且快速的確定MOS管的尺寸是一個(gè)很具有研究意義的問題。幾乎沒有文獻(xiàn)對(duì)于大功率整流電路有完整的理論推導(dǎo),本文將對(duì)大功率整流電路的工作原理進(jìn)行詳細(xì)分析,通過一些簡(jiǎn)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(zhǎng)比,利用Cadence軟件基于TSMC 0.18um CMOS工藝進(jìn)行了仿真,推導(dǎo)結(jié)果與仿真結(jié)果的差異在一個(gè)可以接受的誤差范圍內(nèi),對(duì)于設(shè)計(jì)大功率整流電路具有指導(dǎo)意義。此外,所提出的整流電路是需要高速比較器的,本文對(duì)于比較器的結(jié)構(gòu)也進(jìn)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?cè)鲆娣糯笃鱒GA是接收機(jī)中的重要模塊。能夠使接收機(jī)的增益隨著輸入信號(hào)強(qiáng)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(shí)現(xiàn)更加精確的增益dB線性變化等領(lǐng)域。本文設(shè)計(jì)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(gè)AGC環(huán)路的建立時(shí)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(diǎn),最后設(shè)計(jì)了以Gilbert單元為主體的可變?cè)鲆娣糯笃。采用了?gòu)造近似指數(shù)函數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)增益dB線性變化。在輸出端引入了零點(diǎn)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(jìn)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(jìn)行仿真并完成了版圖。在文章的最后介紹了版圖設(shè)計(jì)的基本規(guī)則,主要的注意事項(xiàng)和設(shè)計(jì)技術(shù)。
【學(xué)位授予單位】:華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號(hào)】:TN859

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本文編號(hào):1285031


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