應(yīng)用于WSN射頻收發(fā)芯片的低電壓正交VCO和小數(shù)分頻器設(shè)計(jì).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是一種由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以應(yīng)用于智能家居、環(huán)境檢測、醫(yī)療護(hù)理和軍事安全等領(lǐng)域。隨著無線傳感網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，射頻收發(fā)芯片對于頻率綜合器的穩(wěn)定性和功耗提出了更高要求，作為頻率綜合器中的核心模塊，正交壓控振蕩器(Quadrature Voltage Control Oscillator，QVCO)和小數(shù)分頻器(Fractional

2、 Divider，F(xiàn)D)具有研究價值。
　　本文的主要工作是設(shè)計(jì)應(yīng)用于WSN射頻收發(fā)芯片中的正交壓控振蕩器以及小數(shù)分頻器模塊。整個系統(tǒng)基于1V低電源電壓，采用0.18-μm RF-CMOS工藝實(shí)現(xiàn)。QVCO通過并聯(lián)晶體管耦合產(chǎn)生正交信號，采用互補(bǔ)交叉耦合晶體管提供負(fù)阻。QVCO運(yùn)用開關(guān)電容陣列擴(kuò)展頻率調(diào)諧范圍，采用開關(guān)電阻偏置陣列來提供合適的偏置電流以節(jié)省功耗。小數(shù)分頻器包括高速二分頻器、雙模預(yù)分頻器、可編程計(jì)數(shù)器以及∑-Δ調(diào)制器

3、。其中高速二分頻器采用電流模邏輯的偽差分結(jié)構(gòu)來提高工作頻率;雙模預(yù)分頻器基于相位切換技術(shù)以達(dá)到低功耗的目的;∑-Δ調(diào)制器采用改進(jìn)型的MASH1-1-1結(jié)構(gòu)降低小數(shù)雜散。各工藝角(TT/FF/SS)及溫度(-40/27/80℃）條件下，后仿真結(jié)果顯示:QVCO核心功耗最小僅為1.21mW，振蕩頻率范圍為2.31～2.81GHz，1MHz頻偏處相位噪聲最大為-112.0dBc/Hz;小數(shù)分頻器功耗小于1mW，工作頻率范圍為2.3～2.8GH