基于5.8GHz DSRC ETC收发系统的低功耗SAR ADC和全集成RSSI设计

发布时间：2022-12-25 10:04

　　不停车收费系统（ETC）是物联网技术的一个典型应用,物联网要求成本低,体积小,功耗低,可靠性好,能源效率高。想要同时满足这些设计要求,最好的设计选择是实现全集成片上系统（SoC）,将射频电路、模拟电路和数字电路集成为一个复杂的单芯片数字通信系统。本文结合通信原理、模拟集成电路设计等相关理论,对基于5.8GHz DSRC ETC全集成射频接收机中的关键模块-逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）和信号强度检测器（RSSI）进行了深入研究。5.8GHz DSRC ETC全集成芯片对ADC的功耗要求最为严格,对其速度和精度要求一般。通过对几种主流ADC的性能对比,我们发现在同等采样率和精度的要求下,SAR ADC的功耗最低,符合该全集成芯片的要求。在该ETC芯片中共有两种应用,一种是作为接收机链路的主ADC,将中频模拟信号转换成数字信号,送入基带解调;一种是作为辅助ADC,配合RSSI电路检测接收机链路上的信号强度,为自动增益控制算法提供依据。基于SMIC 0.13工艺,本文设计了一个8bit,32.738MHz采样率的SAR ADC,并且采用多种优化面积、功耗以及速度的设计方法。其数模转换... 

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 ETC系统介绍
    1.3 论文主要研究内容
    1.4 论文的组织结构
第二章 芯片设计
    2.1 ETC系统射频芯片
    2.2 ADC结构选择
    2.3 RSSI的系统分析
    2.4 总结
第三章 SARADC设计
    3.1 DAC设计
        3.1.1 低功耗设计方法
        3.1.2 电容的选择
    3.2 开关设计
        3.2.1 MOS开关的导通阻抗
        3.2.2 采样保持开关
        3.2.3 置位开关
    3.3 比较器设计
        3.3.1 比较器参数设计要求
        3.3.2 比较器电路设计
        3.3.3 比较器仿真结果
    3.4 异步逻辑控制电路
        3.4.1 内部时钟产生电路
        3.4.2 DAC开关控制电路
    3.5 总结
        3.5.1 动态参数测量
        3.5.2 静态参数测量
第四章 RSSI设计
    4.1 系统优化分析
    4.2 限幅放大器设计
    4.3 全波整流器设计
    4.4 直流失调消除电路
    4.5 电压转换电路
    4.6 校准电路
    4.7 总结
第五章 芯片测试
第六章 总结和展望
    6.1 设计总结
    6.2 设计展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种12位4MS/s异步SAR ADC[J]. 李彬,周梦嵘,谢亮,金湘亮.  微电子学. 2016(05)
[2]An 8 bit 12 MS/s asynchronous successive approximation register ADC with an on-chip reference[J]. 余萌,吴礼鹏,李福乐,王志华.  Journal of Semiconductors. 2013(02)
[3]应用于SAR ADC中逐次逼近寄存器的设计[J]. 张少真,李哲英.  北京联合大学学报(自然科学版). 2011(02)
[4]WLAN射频系统接收信号强度指示器的设计[J]. 鲁志刚,刘伦,万天才.  微电子学. 2010(06)
[5]流水线ADC中高速比较器的设计和分析[J]. 杨文荣,王加东.  微计算机信息. 2007(14)
[6]码密度法测量模数转换器的静态参数[J]. 方穗明,王占仓.  北京工业大学学报. 2006(11)
[7]用于蓝牙接收通道的CMOS限幅放大器和功率指示计[J]. 王静光,马德群,洪志良.  应用科学学报. 2005(05)
[8]ADC信噪比的分析及高速高分辨率ADC电路的实现[J]. 许嘉林,卢艳娥,丁子明.  电子技术应用. 2004(04)
[9]模数变换器的几种典型结构及其应用[J]. 曹鹏,费元春.  电讯技术. 2003(03)
[10]高速模/数转换器常规参数的动态测试[J]. 蒋和伦.  微电子学. 2003(03)

博士论文
[1]用于单片集成传感器的低功耗模数转换器研究与实现[D]. 李金凤.大连理工大学 2010



本文编号：3726403