超寬帶脈沖發(fā)生器設(shè)計及優(yōu)化.pdf

1、自從美國聯(lián)邦通信委員會為超寬帶技術(shù)分配了7.5GHz的通信帶寬以來，學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界都對這種短距離、高速無線傳輸技術(shù)的研究與開發(fā)產(chǎn)生了濃厚的興趣。超寬帶技術(shù)的發(fā)展?jié)摿υ谟谒芘c現(xiàn)有的無線技術(shù)共存而不相互發(fā)生干擾，又能夠?qū)崿F(xiàn)高速率、低功耗的無線通信。在超寬帶通信系統(tǒng)中，依靠極窄的時域脈沖來傳送信息，脈沖的時域持續(xù)時間與波形會對系統(tǒng)的性能產(chǎn)生直接的影響。研究超寬帶脈沖發(fā)生器的設(shè)計，目的是為了以CMOS工藝為基礎(chǔ)，設(shè)計能產(chǎn)生時域超短脈沖的電路。

2、因此在設(shè)計前，脈沖波形的選擇是至關(guān)重要的。本文的主要研究內(nèi)容是設(shè)計了一種應(yīng)用于沖激無線電超寬帶通信系統(tǒng)的CMOS脈沖發(fā)生器。電路的結(jié)構(gòu)主要包括三個部分，即延時單元，脈沖產(chǎn)生單元和脈沖成形單元。采用本文提出的脈沖發(fā)生器結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生短時高階高斯雙周期脈沖信號作為超寬帶系統(tǒng)的信息傳輸載體，同時脈沖信號具有中心頻率可調(diào)的優(yōu)點。與傳統(tǒng)脈沖產(chǎn)生電路相比，本文的設(shè)計除了考慮波形的時域持續(xù)時間外，還考慮了波形的微分次數(shù)對脈沖性能的影響。而且由于設(shè)計中

3、使用了差分結(jié)構(gòu)，使同時產(chǎn)生差分輸出脈沖信號成為了可能。電路使用純CMOS工藝實現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)簡單，易于集成。另外，本文還提出了一種新的超寬帶脈沖發(fā)生器電路的設(shè)計準(zhǔn)則，即系統(tǒng)有效噪聲系數(shù)最小化準(zhǔn)則。當(dāng)調(diào)整脈沖信號能量分布使之與超寬帶接收電路的點噪聲系數(shù)相匹配時，就能實現(xiàn)系統(tǒng)有效噪聲系數(shù)最小化。由于電路具有中心頻率可調(diào)性，所以調(diào)整脈沖能量分布很容易能夠?qū)崿F(xiàn)。最后，本文還采用TSMC0.18μm標(biāo)準(zhǔn)CMOS模型，使用1.8V標(biāo)準(zhǔn)電源電壓，對設(shè)計