超低功耗植入式接收机中关键电路的研究与设计

发布时间：2017-12-14 14:13

  本文关键词：超低功耗植入式接收机中关键电路的研究与设计

  更多相关文章： 植入式芯片 超低功耗 低噪声放大器 超再生振荡器

【摘要】：推进近距离无线通信标准化的美国IEEE的802.15工作组在2012年正式批准了由人体周边配置的各种传感器及器件构筑的近距离无线网络的标准"IEEE 802.15.6"。这是被称为"躯域网(Body AreaNetwork,BAN)"的通信方式。超再生接收机架构由于其低功耗的特点,适合应用于躯域网中的植入式芯片的领域。本论文基于SMIC 0.18μm CMOS工艺,对超再生接收机中的低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)和超再生振荡器(Super Regenerative Oscillator,SRO)进行设计。低噪声放大器以源极电感负反馈结构为基础,采用gmfT/ID的方式优化LNA的偏置电压,采用gm-boost技术提高LNA的增益,采用CGD抵消的结构提高反相隔离度。实现低噪声放大器在低电压,超低功耗的情况下达到较高的增益,同时可以达到很低的噪声系数和良好的线性度,满足植入式超再生接收机的应用要求。超再生振荡器的核心结构基于互补型交叉耦合LC振荡器,交叉耦合对都偏置在亚阈区,达到超低功耗的目标,同时保证了超再生振荡器的起振时间以及输出幅度。在Cadence软件环境下对低噪声放大器和超再生振荡器进行了电路前仿真、版图设计和后仿真。仿真结果表明:本课题所设计的低噪声放大器,在0.9V-1.1V的电源电压范围内,功耗可低至233μW,增益最大可达15.80dB,噪声系数最低为3.742dB。输入1dB压缩点为-18.0dBm,输入三阶截点为-9.4dBm;超再生振荡器工作电压为1.1V,动态功耗低至91μW,振荡波形输出幅度大于500mV,起振时间1.136μs。上述低噪声放大器和超再生振荡器的后仿真结果基本可以满足设计指标的要求,可以集成到超低功耗超再生接收机芯片中。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN851

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