一种无线传感网射频接收机中模拟基带滤波器的设计

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:abc262648312
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无线传感网(Wireless Sensor Network,WSN)是一种在军事、地质勘探、环境保护等领域被广泛使用的技术,射频收发机是其不可缺少的组成部分,应用于这种场景下的射频收发机具有功耗小、动态范围大、可靠性高等特点。本文着眼于讨论射频接收机中模拟基带滤波器的设计。通过大量的文献调研以及前期理论知识的储备,设计出了一款应用于无线传感网射频接收机中的模拟基带滤波器电路,具有能够满足DSSS/OFDM以及DSSS Narrow Band两种调制方式的模式。本文主要完成了以下工作:  1.介绍了滤波器的基础理论知识,包括滤波器的分类,滤波器的综合方式,滤波器的原型等。对比了不同种类滤波器的优缺点,根据滤波器的设计指标提出了一种5阶Active-RC切比雪夫型低通/带通滤波器的设计方案。  2.根据低通滤波器的设计方案,采用filter solution计算机辅助软件得到了无源器件组成的滤波器原型,采用节点分析法,求解各个节点的电压和电流方程组,可以得到以跨导放大器为积分单元的低通滤波器电路。  3.介绍了复数滤波器的设计原理,通常,将低通滤波器的中心频率从0搬移到ω0就可以得到复数滤波器。通过将复数反馈通路引入到低通滤波器可以得到复数滤波器的电路。最终,设计出了一款以350KHz为中心频率,带宽分别为120KHz和360KHz的带宽滤波器。  4.跨导放大器(Operational Transconductance Amplfier,OTA)是滤波器最重要的组成部分,它的性能直接影响了滤波器的指标,因此本文对OTA的设计进行了详细的分析和仿真,设计出了一款开环增益为60dB,单位增益带宽为160MHz的跨导放大器。因为本设计中最大带宽为14MHz,因此在设计OTA时要关注14MHz信号不能被OTA削弱太多,因此采用带宽拓展频率补偿方案,经仿真可以得到14MHz信号处的增益大于30dB,符合设计要求。  5.为了减小滤波器的频率特性受工艺制程、温度和电源电压的影响,在此基础上设计了频率自动调谐电路。该部分电路通过一个数字状态机控制电容阵列的充放电,电容电压和参考电压通过一个迟滞比较器得到两者对比值,状态机采样这个对比值进而调节电容的大小。最终将调整好的5位电容控制字反馈给滤波器,完成频率自动调谐。  6.采用TSMC130nm工艺对电路进行流片,对整个接收机链路进行测试,测试指标主要包括滤波器的频率特性、噪声、线性度以及自动调谐电路的调谐精度。测试结果验证了设计理论和方法的正确性,滤波器的指标达到了设计要求。
其他文献
电场传感器在航天、气象、电力等领域具有广泛的应用。在实际应用中,电场具有三维特性且所处环境复杂,三维电场分量间的耦合干扰、低温、低气压、空间电荷和离子流的存在均会对
森林是陆地生态系统中最大的碳、氮贮存库,也是主要温室气体即二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的重要排放源。工业革命以来,氮沉降增加逐渐发展成为了一个全球性的环
在现代法治社会下,人们的维权意识日益增强,律师的地位和作用愈发重要.如何保障律师卓有成效地行使自己的权利,以保证律师作用的充分发挥,成为法学理论界和司法实际部门普遍
近年来,InGaN/GaN多量子阱结构作为发光器件如发光二极管,激光器的有源区得到了广泛的应用,其发光波长覆盖整个可见光和部分紫外光波段。生长条件对InGaN材料的晶体质量和光学性
茶是世界上最受欢迎的非酒精类饮品,富含多种有益人体健康的多酚类天然化合物。非洲是全球重要的茶叶生产中心之一,茶树(Camellia sinensis(L.)O.Kuntze)作为重要作物对非洲的
随着地下管线探测、考古和未爆弹排查等应用需求的增加,浅层地下目标探测越来越引起人们的关注。时间域电磁法因其高效、适应环境能力强、获取目标信息丰富等特点,被广泛地应用
在法律职业资格考试改革之后,新时代卓越法治人才的优化培养面临着新的挑战.为满足当今中国特色社会主义法治人才的需要,我国在面对法学教育僵化、人才培养资源参差不齐、实
作为伴随互联网一起成长的一代人,大学生对于互联网的应用也得心应手.众所周知,互联网作为一把双刃剑,它网罗着世间千奇百怪的最全面的信息,只需关键词搜索,就可以快速获得你
基于声波技术的器件已经在射频领域和传感领域得到了广泛的应用。薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)是其中一种依托于MEMS(Micro-electromechanical Syst
中国特色社会主义道路是马克思主义中国化进程中的创新道路,是一条经过实践检验的科学之路.研究当代大学生的社会主义道路认同教育的新挑战、新要求,使得道路认同教育更具有