超寬帶OOK發(fā)射機和應(yīng)用于DVB的低噪放研究與設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，便攜式設(shè)備需求的日益增加，短距離無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為研究熱點，這也促進了超寬帶、藍牙、Zigbee以及無線局域網(wǎng)等技術(shù)的迅猛發(fā)展。超寬帶技術(shù)由于其低成本、低功耗的特點，可以滿足快速增長的無線通信市場對射頻收發(fā)機芯片組的消費需求，受到了廣泛的關(guān)注。本文的工作主要分為兩個部分:基于脈沖超寬帶體制設(shè)計了一款低功耗的開關(guān)鍵控(OOK)發(fā)射機;同時實現(xiàn)了一款應(yīng)用于數(shù)字視頻廣播(DVB)的噪聲抵消低噪聲放大器。
　　

2、 環(huán)形振蕩器由于其緊湊型設(shè)計、寬調(diào)諧范圍、低功耗消耗，一直是廣泛用于模擬和數(shù)字領(lǐng)域的一個核心模塊。但是頻率精度差，隨工藝波動大，導(dǎo)致系統(tǒng)的其他部分要進行冗余設(shè)計以適應(yīng)頻率偏移的最差情況，增加了系統(tǒng)設(shè)計的難度。本文在限定功耗情況下，利用負反饋技術(shù)和體效應(yīng)，實現(xiàn)了環(huán)形振蕩器2.1 GHz帶寬的頻率調(diào)諧范圍。改進偏置電路，使得環(huán)形振蕩器頻率不易隨工藝和溫度變化。采用0.13μm CMOS工藝實現(xiàn)中心頻率4 GHz的環(huán)形振蕩器，后仿驗證其對工藝

3、和溫度的補償作用。
　　 脈沖超寬帶通信系統(tǒng)最簡單的調(diào)制方式是OOK，主要應(yīng)用在控制和傳感器領(lǐng)域。由于發(fā)送的脈沖是單一的符號，OOK發(fā)射機電路能量效率很高。為了實現(xiàn)低功耗，本文設(shè)計的OOK發(fā)射機在產(chǎn)生信號脈沖的同時，多出一路用于開關(guān)通斷相應(yīng)電路的功耗控制信號，允許發(fā)射機在傳輸“0”時處于休眠狀態(tài)。采用0.13μm CMOS工藝實現(xiàn)3-5 GHz脈沖體制超寬帶OOK發(fā)射機，后仿顯示發(fā)射機在10 Mbps傳輸速率時輸出電壓峰峰值55

4、0 mV，能量效率32 pJ/Pulse。
　　 數(shù)字視頻廣播對射頻前端接收機的低噪聲系數(shù)要求很高，作為射頻前端接收機的第一級，低噪放決定著整個接收機的噪聲特性。本文針對傳統(tǒng)反饋電阻低噪放噪聲系數(shù)大的問題，采用交叉耦合連接復(fù)合NMOS/PMOS晶體管對技術(shù)，部分抵消輸入晶體管所產(chǎn)生的噪聲，理論證明該結(jié)構(gòu)可以達到很低的噪聲性能。采用0.18μm CMOS工藝實現(xiàn)低噪放，測試顯示低噪放的噪聲系數(shù)在900 MHz時最小值為2.3 dB