本文關(guān)鍵詞：超低功耗植入式接收機(jī)中關(guān)鍵電路的研究與設(shè)計

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【摘要】：推進(jìn)近距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)化的美國IEEE的802.15工作組在2012年正式批準(zhǔn)了由人體周邊配置的各種傳感器及器件構(gòu)筑的近距離無線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)"IEEE 802.15.6"。這是被稱為"軀域網(wǎng)(Body AreaNetwork,BAN)"的通信方式。超再生接收機(jī)架構(gòu)由于其低功耗的特點(diǎn),適合應(yīng)用于軀域網(wǎng)中的植入式芯片的領(lǐng)域。本論文基于SMIC 0.18μm CMOS工藝,對超再生接收機(jī)中的低噪聲放大器(Low Noise Amplifier,LNA)和超再生振蕩器(Super Regenerative Oscillator,SRO)進(jìn)行設(shè)計。低噪聲放大器以源極電感負(fù)反饋結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),采用gmfT/ID的方式優(yōu)化LNA的偏置電壓,采用gm-boost技術(shù)提高LNA的增益,采用CGD抵消的結(jié)構(gòu)提高反相隔離度。實(shí)現(xiàn)低噪聲放大器在低電壓,超低功耗的情況下達(dá)到較高的增益,同時可以達(dá)到很低的噪聲系數(shù)和良好的線性度,滿足植入式超再生接收機(jī)的應(yīng)用要求。超再生振蕩器的核心結(jié)構(gòu)基于互補(bǔ)型交叉耦合LC振蕩器,交叉耦合對都偏置在亞閾區(qū),達(dá)到超低功耗的目標(biāo),同時保證了超再生振蕩器的起振時間以及輸出幅度。在Cadence軟件環(huán)境下對低噪聲放大器和超再生振蕩器進(jìn)行了電路前仿真、版圖設(shè)計和后仿真。仿真結(jié)果表明:本課題所設(shè)計的低噪聲放大器,在0.9V-1.1V的電源電壓范圍內(nèi),功耗可低至233μW,增益最大可達(dá)15.80dB,噪聲系數(shù)最低為3.742dB。輸入1dB壓縮點(diǎn)為-18.0dBm,輸入三階截點(diǎn)為-9.4dBm;超再生振蕩器工作電壓為1.1V,動態(tài)功耗低至91μW,振蕩波形輸出幅度大于500mV,起振時間1.136μs。上述低噪聲放大器和超再生振蕩器的后仿真結(jié)果基本可以滿足設(shè)計指標(biāo)的要求,可以集成到超低功耗超再生接收機(jī)芯片中。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN851

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