ZigBee接收機射頻前端的設(shè)計與研究.pdf

1、作為一種新興的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)因具有廣泛的應(yīng)用空間而得到迅速的發(fā)展。由于ZigBee協(xié)議為其物理(Physical, PHY)層、媒體介入控制(Media Access Control, MAC)層和網(wǎng)絡(luò)(Network, NWK)層提供了詳細規(guī)范,因而符合ZigBee協(xié)議要求的無線收發(fā)機成為研究熱點。本文對符合ZigBee2.4GHz頻段要求的接收機射頻前端進行設(shè)

2、計與研究。
　　本文的主要內(nèi)容為,根據(jù)協(xié)議要求確定出接收機射頻前端低噪聲放大器(Low Noise Amplifier,LNA)和混頻器(Mixer)電路模塊的指標(biāo),在對LNA和Mixer進行詳細研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計出滿足指標(biāo)要求的電路及版圖。首先從ZigBee協(xié)議中提取出對無線接收機的要求,將要求轉(zhuǎn)換為接收機的系統(tǒng)指標(biāo),根據(jù)弗雷斯公式,將各個指標(biāo)分配給接收機的各個電路模塊。然后具體研究LNA,分析了共柵(Common-Gate,C

3、G)結(jié)構(gòu)和共源(Common-Source,CS)結(jié)構(gòu)的輸入匹配、增益、噪聲和線性度與電路各參數(shù)之間的關(guān)系,設(shè)計了共源共柵(Cascode)型差分CG結(jié)構(gòu)的LNA,具有易于匹配、對工藝參數(shù)不敏感的特點。接著以同樣的方式研究了下混頻器,通過將跨導(dǎo)管折疊可以獲得更大的電壓余度從而適于低壓應(yīng)用,并且便于在保持大的跨導(dǎo)管電流的情況下減小開關(guān)管電流以獲得更好的性能,因此最終設(shè)計了折疊式Gilbert單元。最后將LNA和Mixer相結(jié)合,構(gòu)成射頻前