低電源電壓可變?cè)鲆娣糯笃髟O(shè)計(jì).pdf

1、隨著無(wú)線智能終端功能的不斷豐富，可穿戴設(shè)備、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線手持終端、體域網(wǎng)等得到了快速發(fā)展，如何延長(zhǎng)無(wú)線終端的續(xù)航能力成為了越來(lái)越突出的問(wèn)題。此外，現(xiàn)代CMOS工藝特征尺寸的不斷減小，要求電路電源電壓不斷降低，這無(wú)疑增加了電路設(shè)計(jì)難度。無(wú)線收發(fā)芯片作為無(wú)線終端核心部件，其性能決定了整個(gè)無(wú)線通信的質(zhì)量和終端設(shè)備的續(xù)航能力，作為無(wú)線收發(fā)芯片重要模塊的可變?cè)鲆娣糯笃?，其電路設(shè)計(jì)的好壞往往直接決定了射頻接收機(jī)的總體性能，因此對(duì)低電源電壓可

2、變?cè)鲆娣糯笃鞯难芯烤哂兄匾饬x。
　　論文設(shè)計(jì)了一種2.4GHz ISM頻段、符合ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的、可由單一太陽(yáng)能電池供電的低電源電壓(0.6V)可變?cè)鲆娣糯笃?。論文首先分析論述了低電源電壓電路設(shè)計(jì)的必要性，總結(jié)歸納了目前低電源電壓可變?cè)鲆娣糯笃麟娐吩O(shè)計(jì)的主要方法，根據(jù)Zig Bee無(wú)線接收機(jī)的性能特點(diǎn)和總體指標(biāo)要求，確定了低電源電壓可變?cè)鲆娣糯笃鞯男阅苤笜?biāo)要求。根據(jù)該項(xiàng)性能指標(biāo)要求，選擇了開(kāi)環(huán)增益粗調(diào)和閉環(huán)增益精調(diào)

3、相結(jié)合的結(jié)構(gòu)作為本論文可變?cè)鲆娣糯笃鞯慕Y(jié)構(gòu)，并采用主從結(jié)構(gòu)為本論文低電源電壓設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)方案。論文對(duì)增益粗調(diào)電路、級(jí)間級(jí)聯(lián)電路、單位增益緩沖器電路、增益精調(diào)電路、偏置級(jí)電路、電阻反饋陣列電路等模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化。其中，增益粗調(diào)電路中引入電流鏡型有源負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)電路抗工藝變化;單位增益緩沖器電路中引入動(dòng)態(tài)偏置和低電源電壓class-AB輸出級(jí)，提升電路帶寬和驅(qū)動(dòng)能力;增益精調(diào)電路中引入交叉耦合結(jié)構(gòu)，對(duì)共模增益和差模增益進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)，緩解

4、了共模負(fù)反饋電路對(duì)環(huán)路增益的要求。該低電源電壓可變?cè)鲆娣糯笃髑凹?jí)采用開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)降低電路整體功耗，后級(jí)電路采用閉環(huán)結(jié)構(gòu)提升整體電路線性度，采用主從結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電路低電源電壓(0.6V)設(shè)計(jì)，可由單太陽(yáng)能電池供電，具有低功耗、高可靠性的特點(diǎn)。
　　本論文所設(shè)計(jì)的低電源電壓可變?cè)鲆娣糯笃鞑捎肧MIC180nm RFCMOS工藝進(jìn)行了原理圖和版圖的設(shè)計(jì)，后仿真結(jié)果表明該可變?cè)鲆娣糯笃髟?.6V電源電壓下實(shí)現(xiàn)了0dB到60dB的增益調(diào)節(jié)范圍，增益