應(yīng)用于WSN節(jié)點(diǎn)的低功耗ADC設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來(lái)，無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensorNetwork，簡(jiǎn)稱WSN)已經(jīng)成為一個(gè)非常熱門的研究課題，這導(dǎo)致小型化、低功耗的電路設(shè)計(jì)和更節(jié)能的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，并改進(jìn)了小規(guī)模能源供應(yīng)，降低了制造成本。其中，低功耗技術(shù)是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件設(shè)計(jì)的核心。因此研究并設(shè)計(jì)應(yīng)用于WSN系統(tǒng)的低功耗射頻收發(fā)機(jī)芯片具有重要的意義。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)是模擬和數(shù)字信號(hào)處理的核心組成部

2、分，是WSN芯片的關(guān)鍵模塊。
　　 本文基于TSMC0.18μmRF-CMOS工藝，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用于WSN節(jié)點(diǎn)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和帶隙基準(zhǔn)源。ADC采用的是7位，16MS/s的流水線結(jié)構(gòu)，其中余量增益電路(MDAC)結(jié)構(gòu)采用2.5位/級(jí)。低功耗設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)比較器、無(wú)采樣保持和運(yùn)算放大器(OTA)共享技術(shù)。論文給出了ADC中運(yùn)放指標(biāo)的確定、結(jié)構(gòu)的選取、功耗的估算和仿真結(jié)果。ADC后仿真結(jié)果表明:1.8V電源電壓下，當(dāng)輸入正弦信號(hào)頻率為

3、3.015625MHz時(shí)，仿真得到SNDR和SFDR分別為40.9dB和48.6dB，DNL范圍是-1LSB～0.609LSB，INL范圍是-1.14LSB～1.19LSB，總功耗是4.1mW。設(shè)計(jì)的帶隙基準(zhǔn)源為整個(gè)WSN收發(fā)機(jī)芯片提供偏置。利用Cadence軟件對(duì)帶隙基準(zhǔn)源進(jìn)行前仿真、版圖設(shè)計(jì)與優(yōu)化、后仿真，最后進(jìn)行了流片驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果表明:在1.8V電源電壓下，帶隙基準(zhǔn)源的輸出基準(zhǔn)電壓為589.3mV，輸出偏置電流為10.1μA，功