應用于短距離器件的帶片上自校準技術接收機的研究與實現(xiàn).pdf

1、短距離器件(Short Range Devices，SRD)在遠程抄表，無線安防，設備管理以及監(jiān)控等方面有著廣泛的應用，涵蓋了工業(yè)、健康、消費、安全、交通以及汽車電子等領域。
　　 本論文從應用于ISM頻段SRD接收機的研究為出發(fā)點，著眼于低功耗和低成本的高集成度接收機的設計，以滿足SRD的市場定位。接收機的工作頻率、調(diào)制方式、系統(tǒng)架構、工藝以及電路模塊的設計等方面均在滿足性能的前提下進行了功耗和成本的優(yōu)化，并提出了用于接收機的

2、自校準電路。
　　 在總結目前廣泛采用的幾種接收機系統(tǒng)架構的基礎上，本文根據(jù)典型的SRD協(xié)議ETSI EN300220(歐洲)和ARIB STD T-67(日本)，提出了最適合SRD應用的低中頻方案，并詳細的分析和制定了工作在315/433MHz接收機的系統(tǒng)性能指標。
　　 針對影響接收機信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)最主要的三種非理想因素，本文提出了相應的片上自校準技術，主要包括了：I/Q

3、失配自動校準電路，自動增益控制(AGC)以及用于片上時鐘的自動頻率校準技術(AFC)。片上自校準模塊均采用數(shù)字電路實現(xiàn)，占用的芯片面積小，功耗低。
　　 介紹了接收機各部分電路的設計，主要包括了低噪聲放大器、正交下混頻器、復數(shù)濾波器、可變增益放大器以及校準電路。在低噪聲放大器的設計中，輸入級采用電容交叉耦合的共柵結構不僅實現(xiàn)315MHz以及433MHz兩個頻段的同時匹配，還對噪聲性能和功耗進行了優(yōu)化；提出了一種正交下混頻器，具有

4、較高的線性度；針對所采用的低中頻接收機結構，采用了四階Gm-C型Butterworth復數(shù)濾波器以抑制鏡像信號；為了提高接收機的動態(tài)范圍，采用了增益級和衰減級級聯(lián)的增益可變放大器結構。整個接收機只有壓控振蕩器(VCO)不可避免的采用一個差分電感，具有很高的集成度。
　　 本論文還實現(xiàn)了應用于SRD的接收機，芯片由0.25-μm CMOS標準工藝制造。接收機的輸入匹配在兩個頻段均小于-20dB，低噪放具有四檔可變增益，以5dB/檔