【摘 要】
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随着物联网技术的发展,万物互联的时代正在到来。无线通讯技术作为物联网核心技术之一,发展的速度十分迅速,红外、射频、蓝牙、Wi-Fi等各种无线通信技术被运用到生活当中。红外通信技术作为起步较早的无线通信技术之一,现已技术非常纯熟,相较于其它无线通信技术,红外通信凭借着低功耗、低成本和很强的抗干扰能力的特点,在无线通信领域始终占据着一席之地。本文首先对整个红外收发系统的原理进行了深入了解,包括红外发射
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随着物联网技术的发展,万物互联的时代正在到来。无线通讯技术作为物联网核心技术之一,发展的速度十分迅速,红外、射频、蓝牙、Wi-Fi等各种无线通信技术被运用到生活当中。红外通信技术作为起步较早的无线通信技术之一,现已技术非常纯熟,相较于其它无线通信技术,红外通信凭借着低功耗、低成本和很强的抗干扰能力的特点,在无线通信领域始终占据着一席之地。本文首先对整个红外收发系统的原理进行了深入了解,包括红外发射端的基本原理、红外传输信号的编码协议、红外接收芯片的工作原理等。然后对红外接收芯片进行系统的研究,给出了红外接收芯片的架构,从整体上制定了芯片的设计方案,提出了芯片的各项设计指标。然后对芯片架构中的模块电路进行了设计,主要包括自适应I-V转换电路、前置放大器、自动增益放大器、限幅运放、带通滤波器、解码电路以及偏置电路等等,电路采用低功耗设计,主要通过提高放大器的输出阻抗弥补放大器因低功耗出现增益下降的问题,通过减小电容来降低带通滤波器与解码电路的电流。电路搭建完成后,使用电路仿真软件Virtuoso导入目标工艺库,进行电路仿真,根据仿真结果对电路进行修改,最终使得电路仿真结果满足设计指标。在工艺的选择上,本文选用Nuvoton 0.5μm CMOS工艺实现电路与版图的设计,整个芯片版图面积很小,只有329μm*336μm。流片测试结果显示,芯片拥有较宽的工作电压范围,在1.8 V～5.5 V的电源电压范围均能正常工作。芯片采用低功耗设计,正常工作时的电流仅为70μA,远远小于同类红外接收芯片。芯片最远接收距离可达8 m,满足红外低成本应用的要求。
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