自供电WBAN节点芯片关键技术研究

发布时间：2021-11-07 14:33

　　传感器技术、信息处理技术和网络通信技术被认为是21世纪信息产业的三大支柱,而无线传感器网络(WSN)融合了这三种技术,并迅速成为当前国际上备受关注的前沿热点研究领域。人体无线体域网(WBAN)是一种特殊的无线传感器网络,它主要实现对人体生命体征信号的智能监控和感知。WBAN节点的续航能力一直是其普及过程中面临的重要问题,面向能量收集的WBAN节点芯片设计关键技术对降低人体体域网设备的体积和成本,以及人体体域网的应用普及具有重要意义。为了在体积限制的条件下提高WBAN节点的续航能力,一方面,需要对环境能量进行高效采集和管理,另一方面,需要优化WBAN节点的系统结构,利用先进的低压集成电路设计技术降低WBAN节点电路的功耗。本文对自供电人体体域网节点芯片中的关键技术开展了深入研究。研究内容主要包括三个方面:能量收集电路的设计、低功耗功率管理电路的设计以及低功耗集成发射机的设计。在对传统的热电能量收集电路研究基础上,本文首先对不同工作模式的Boost转换器进行了导通损耗和开关损耗分析,采用了临界导通工作模式来降低导通损耗,提高了Boost转换器的转换效率。本文也提出一种自适应导通电阻电路,该...

【文章来源】： 沐俊超 西安电子科技大学

【文章页数】：148 页

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 背景介绍
    1.1 WBAN的研究现状
    1.2 本文的研究内容
第二章 能量收集电路的研究
    2.1 热电能量收集原理介绍
        2.1.1 热电传感器的原理
        2.1.2 传统热电能量收集方案
    2.2 热电能量收集的分析
        2.2.1 热电能量收集的整体方案
        2.2.2 功率损耗分析以及模式的选择
    2.3 高效热电能量收集电路的设计
        2.3.1 启动电路的设计
        2.3.2 最大功率点跟踪的设计
        2.3.3 低功耗基准的设计
        2.3.4 自适应导通电阻开关和高端控制电路
    2.4 本章总结
第三章 功率管理电路的设计
    3.1 功率管理电路的介绍
    3.2 稳压电路的设计
        3.2.1 低噪声LDO的设计
        3.2.2 低噪声基准的设计
        3.2.3 电压自举电路的设计
    3.3 功率监测电路的设计
    3.4 本章总结
第四章 低功耗发射机的设计
    4.1 发射机的基本原理介绍
    4.2 低压低功耗PLL的设计
        4.2.1 锁相环的原理介绍
        4.2.2 低压低功耗锁相环电路的设计
    4.3 上混频电路的设计
    4.4 本章总结
第五章 仿真和测试结果
    5.1 能量收集电路的仿真和测试
        5.1.1 热电能量收集的测试结果
        5.1.2 低功耗基准的测试结果
    5.2 功率管理电路的仿真和测试
    5.3 低功耗收发机的仿真和测试
    5.4 本章总结
第六章 总结和展望
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3482024