信息物理融合系統(tǒng)可實現(xiàn)對大規(guī)模復雜系統(tǒng)和廣域環(huán)境的實時感知,動態(tài)監(jiān)控和及時反饋。因此,需要大量的傳感器和嵌入控制器來實現(xiàn)系統(tǒng)的實時信號采集和精確控制。其中嵌入式控制器的核心模塊包含了數(shù)字信號處理器,無線收發(fā)機和模擬接口電路。以模擬接口電路為例,其核心功能包含了對模擬、數(shù)字和射頻信號等多種類型信號的處理,面臨著大量的設計挑戰(zhàn)。研究并設計低功耗、低成本、靈活和通用的模擬接口電路對信息物理融合系統(tǒng)的廣泛應用具有重要意義。本論文的研究內容主要集中在這些接口電路的關鍵技術,并設計了關鍵模塊。從低功耗、低成本、靈活性和通用性等設計考慮出發(fā),本文具體的研究工作內容如下:（1）具有dB線性增益控制特征的大帶寬可變增益放大器的研究和設計。本論文提出一種新型可變增益放大器的拓撲結構。所設計的可變增益放大器實現(xiàn)了大帶寬和PVT魯棒性,設計采用了電流復制技術,直接級聯(lián)技術和溫度補償技術�；谒岢龅耐負浣Y構,論文首先展示了采用電阻負載的可變增益放大器。測試結果表明,電阻負載的可變增益放大器的增益控制范圍為41dB,dB線性誤差為0.6dB,帶寬為580MHz。為了減小PVT對可變增益放大器性能的影響,論文進一... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

CPS系統(tǒng)

基于電阻負載的可變增益放大器的測試板

浙江大學博士學位論文2具有DB線性特征的大帶寬可變增益放大器研究與設計圖2-33基于有源負載的可變增益放大器的測試板-0.14-0.12-0.10-0.08-0.06-0.04-0.020.00-40-30-20-1001020Gain(25)Gain(-20)Gain(80)dB-linearerror(25)dB-linearerror(-20)dB-linearerror(80)VCTL-VREF(V)Gain(dB)-1.0-0.50.00.51.0dBl-inearerror(dB)圖2-34基于雙極晶體管控制電路的VGA在-20C,25C和80C溫度下的測試的dB線性增益調制曲線和dB線性增益誤差明輸出輸出緩沖器的增益大小大約為-6dB。由于這個緩沖器是測試使用的，在實際使用中，該緩沖器不需要。在這個增益調制范圍內，測量的最大dB線性增益誤差是0.65dB，是增益范圍的1.2%。圖2-35展示了基于偏置在亞閾值區(qū)MOS控制電路的VGA在-20C,25C和80C溫度下測試的dB線性增益調制曲線和dB線性增益誤差。隨著控制電壓從-0.14V變化到0V，VGA的增益從-31dB變化到14dB。三級增益級VGA的實際增益范圍從-25dB到20dB。在這個增益調制范圍內，測量的最大dB線性增益誤差是0.85dB，是增益范圍的1.9%。圖2-36顯示了基于雙極晶體管控制電路的VGA在不同控制電壓下的頻率響應。圖2-37顯示了基于偏置在亞閾值區(qū)MOS控制電路的VGA在不同控制電壓下的頻率響應。根據(jù)36

【參考文獻】：
期刊論文
[1]信息物理融合系統(tǒng)研究綜述[J]. 王中杰,謝璐璐.  自動化學報. 2011(10)
[2]一種0.2-mV 20-MHz 600-μW比較器[J]. 孫彤,李冬梅.  微電子學. 2007(02)

博士論文
[1]無線體域網(wǎng)中高性能前端芯片的優(yōu)化設計與研究[D]. 楊小林.浙江大學 2019
[2]超低功耗16位逐次逼近式模數(shù)轉換器的研究與實現(xiàn)[D]. 管銳.上海交通大學 2018

碩士論文
[1]90dB大動態(tài)范圍可控AGC系統(tǒng)及其在雷達遠程測量平臺中的應用[D]. 張志剛.上海交通大學 2009
[2]低功耗逐次逼近模數(shù)轉換器的研究與設計[D]. 孫彤.清華大學 2007



本文編號：3572321