本文關(guān)鍵詞：WSN射頻收發(fā)芯片中低電壓AFC和SPI模塊設(shè)計　出處：《東南大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是一種由大量微型傳感器節(jié)點構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),可以應(yīng)用于智能家居、環(huán)境檢測、醫(yī)療護理和軍事安全等領(lǐng)域。隨著無線傳感網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,射頻收發(fā)芯片對頻率綜合器的穩(wěn)定性和功耗提出了更高的要求,低電壓自動頻率校準模塊(Automatic Frequency Calibration,AFC)和串行外圍設(shè)備接口模塊(SerialPeripheral Interface,SPI)作為頻率綜合器中的關(guān)鍵模塊,對它們的研究具有重要意義。本文闡述了 PLL頻率綜合器的原理,并針對IEEE 802.15.4協(xié)議確定了 AFC模塊和SPI模塊的指標。AFC模塊采用基于計數(shù)器的開環(huán)式結(jié)構(gòu),工作過程中關(guān)閉PS計數(shù)器,減少PS計數(shù)器引入的誤差,同時采用快速AFC算法實現(xiàn)環(huán)路的快速鎖定;SPI模塊工作在從機模式下,通過單片機的控制可以對外部寄存器進行寫讀。AFC模塊和SPI模塊均采用半定制數(shù)字電路設(shè)計方式,本文給出了詳細的電路設(shè)計過程,包括RTL代碼編寫和功能仿真結(jié)果、邏輯綜合和綜合后時序驗證結(jié)果、版圖設(shè)計和后仿真結(jié)果,并采用臺積電0.18μm RF CMOS工藝進行流片。芯片測試結(jié)果表明,AFC環(huán)路實現(xiàn)鎖定,且結(jié)果準確,在1.0V的電源電壓下,AFC的鎖定頻率范圍為4.8～5.0GHz,整個環(huán)路最長鎖定時間為16.6μs,鎖定后最大頻率偏差為64MHz,工作電流為180.8μA;SPI模塊在1.0V的低電壓下,讀寫功能準確,一共可對16個外部寄存器進行讀寫操作,2個外部寄存器進行只讀操作,每個寄存器都有16位,SPI模塊的工作電流為300.5μA。本文設(shè)計的低電壓AFC模塊和SPI模塊滿足WSN射頻收發(fā)芯片的要求,并已應(yīng)用于WSN射頻收發(fā)芯片中。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP212.9;TN929.5

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本文編號：1308146