無線傳感射頻接收機(jī)中自動增益控制電路的設(shè)計.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、片上系統(tǒng)技術(shù)等的飛速發(fā)展，被稱為物聯(lián)網(wǎng)末梢神經(jīng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)，再次成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，并廣泛應(yīng)用在軍事國防、工業(yè)控制、環(huán)境監(jiān)測和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。射頻接收機(jī)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中無線通信的重要接口，它的性能直接決定著通信質(zhì)量的好壞。隨著工作環(huán)境的不同和距離的變化，天線接收到的信號功率有很大的動態(tài)范圍，為了給基帶處理提供最優(yōu)的輸出幅度，自動增益控制(AGC)電路顯得尤為重要。本論文的研究基于低中頻結(jié)

2、構(gòu)射頻接收機(jī)系統(tǒng)，重點(diǎn)對其中的自動增益控制電路進(jìn)行設(shè)計與芯片實(shí)現(xiàn)，并通過仿真測試驗證設(shè)計的正確性。
　　 通過對三種接收機(jī)結(jié)構(gòu)的分析，考慮功耗、集成度、面積、噪聲等的平衡，采用低中頻結(jié)構(gòu)的射頻接收機(jī)。通過對傳統(tǒng)模擬AGC和數(shù)字AGC結(jié)構(gòu)的分析對比，選取前饋型AGC結(jié)構(gòu)，由接收信號強(qiáng)度指示器(RSSI)和可變增益放大器(VGA)組成，實(shí)現(xiàn)了低功耗、穩(wěn)定時間快和寬動態(tài)范圍的設(shè)計。
　　 接收信號強(qiáng)度指示器采用近似對數(shù)放大器形

3、式，五級雙反饋環(huán)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了較低的功耗。為了避免負(fù)載晶體管進(jìn)入速度飽和區(qū)，提出了疊加二極管連接NMOS管做負(fù)載的增益單元結(jié)構(gòu)。測試結(jié)果表明，電路具有很好的功耗表現(xiàn)(1mW)，同時具有-56.8 dBm的靈敏度。
　　 通過對AGC系統(tǒng)的分析以及已有可變增益放大器的分析比較，采用折疊吉爾伯特單元和指數(shù)控制單元組合而成的可變增益放大器結(jié)構(gòu)。為了減少電路功耗，增加輸出擺幅，提出了兩級折疊吉爾伯特單元共用受控電壓轉(zhuǎn)電流部分電路的結(jié)構(gòu)。仿