目前,超宽带(Ultra-Wideband,UWB)技术是通信领域的一个重要发展方向,UWB技术与其他通信技术相比,具有被截获/检测到的概率极低、抗干扰能力强、抗多径干扰能力强、穿透能力强等特点;另外,超宽带系统的最大数据传输速度可达每秒几十兆至几吉比特;超宽带设备比窄带系统收发信机具有更为简单的收发信机电路,在生产上具有小体积低成本的特点,因此超宽带通信已经成为国内外通信界近年来关注的热点问题之一。本文通过分析,设计出含有高斯脉冲发生器和振荡器结构的发射机。对于脉冲发生器的设计,本文利用晶体三极管的雪崩效应,先设计了一个RC微分电路,可以将方波信号通过微分电路从而转变成带有正负脉冲的一个信号,正向脉冲信号进入时,三极管受到脉冲的触发而进入到雪崩区,此时发挥三极管雪崩性能形成一个极窄的脉冲信号,通过输出端口得到3阶高斯脉冲。脉冲发生器的输出都是在输入方波的上升沿,符合信号的OOK调制;输出脉冲宽度约为1ns,并且输出脉冲的宽度不受输入信号的影响,符合超宽带通信的要求。整体发射机产生的脉冲其中心频率是由振荡器的振荡频率所决定的,在振荡器的设计上考虑了环形振荡器、LC交叉耦合振荡器两种。环形压控振荡器在制作上更易于片上的集成,但若在相同的相位噪声下,环形振荡器的功耗会比较大;同时随着器件尺寸的缩小,电源电压必然会降低,这时的相位噪声会增大。而LC压控振荡器的相位噪声性能比较好,LC压控振荡器也需要无源电感,对电感的品质因数要求比较高。环形压控振荡器的设计中采用了差分复用的环形振荡器的拓扑结构,延时单元选用双延时路径,使用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺的模型库完成仿真。当控制电压在0~3V变化时,电路可以工作在3.4GHz~5.4GHz,调谐范围宽度为2GHz。LC交叉耦合振荡器中选用了互补型交叉耦合振荡结构,可变电容选用反型MOS管以增大电压调谐范围。当调谐电压在0~4V变化时,电路可以工作在3.2GHz~5.2GHz,调谐范围宽度为2GHz;当频率在4.2GHz时,频偏在100k Hz处的相位噪声为-94.335d Bc/Hz,1MHz处的相位噪声约为-114.237d Bc/Hz。本文设计的发射机含有脉冲发生器和振荡器,在基带数据的控制下,脉冲发生器产生只在基带信号上升沿有输出的3阶高斯脉冲信号,振荡器在有脉冲进来时触发并正常工作。整体发射机产生的脉冲其中心频率是由振荡器的振荡频率所决定的,综合两种不同结构的振荡器,通过仿真得到发射机的输出脉冲。可以实现发射机只在输入方波的上升沿触发下工作的“OOK”调制。综合两种不同结构的振荡器得到发射机前端部分,使用环形压控振荡器结构,输入方波频率在10MHz~300MHz范围内可调,电源电压1.8V,电路功耗为34m W,输出的脉冲宽度约为2ns,脉冲峰峰值为16m V。对于LC交叉耦合结构,输入方波频率不能超过50MHz,电源电压1.8V,电路功耗58m W,输出脉冲宽度约为10ns,脉冲峰峰值为8mV。