用于IR-UWB室內(nèi)無線定位系統(tǒng)的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，室內(nèi)無線定位系統(tǒng)在當(dāng)前有著巨大的需求，以滿足倉儲系統(tǒng)、停車場系統(tǒng)、服務(wù)機(jī)器人導(dǎo)航等應(yīng)用。基于IR-UWB(Impulse Radio Ultra-Wide Band)的無線定位系統(tǒng)由于其頻段無需申請牌照、發(fā)射機(jī)的效率較高和低功耗、抗多徑、分辨率高等本征的優(yōu)點(diǎn)而引起了廣泛關(guān)注。
　　 作為提供測量數(shù)據(jù)的關(guān)鍵模塊，TDC(Time-to-Digital Convertor)決定了定位的精度、單組傳感

2、器的可用范圍。通過采用同步時(shí)鐘作為測量的基準(zhǔn)，并使用多相時(shí)鐘信號提高轉(zhuǎn)換分辨率，可使TDC的測量精度達(dá)到ns級別。
　　 本文的主要工作是研究并設(shè)計(jì)了用于IR-UWB室內(nèi)無線定位系統(tǒng)的TDC電路，主要包括以下幾個(gè)方面:
　　 (1)通過建立模型系統(tǒng)地分析了PLL(Phase-Locked Loops)和DLL(Delay-Locked Loops)的工作原理、環(huán)路特性、噪聲性能和非理想性，并在適用范圍、設(shè)計(jì)難度等方面對二

3、者進(jìn)行了比較，給后續(xù)的電路設(shè)計(jì)提供了參考和依據(jù)。
　　 (2)在SMIC0.18μm工藝下設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于DLL的TDC電路，通過DLL將參考時(shí)鐘分為均勻的32個(gè)相位以提高其采樣率，使用這些多相時(shí)鐘信號驅(qū)動隨后的數(shù)字電路對輸入信號進(jìn)行采樣，當(dāng)脈沖到達(dá)時(shí)將其上升沿所對應(yīng)的時(shí)鐘相位以二進(jìn)制的形式輸出。經(jīng)過測試，該電路的參考時(shí)鐘頻率為60 MHz時(shí)可以提供521-ps的轉(zhuǎn)換精度，DNL（Differential Non-Linea