應用于WSN節(jié)點的PGA和Sigma-Delta小數(shù)分頻頻率合成器的設計.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(WSN)是一種由大量的無線傳感器節(jié)點組成組成的網(wǎng)絡，可以應用于環(huán)境檢測、醫(yī)療護理、目標跟蹤、城市信息化建設等領域?？删幊淘鲆娣糯笃?PGA)位于WSN接收機中，它可以根據(jù)接收信號的強度調整信號幅度使ADC輸入端的信號幅度保持基本不變。Sigma-Delta（∑-△）小數(shù)分頻頻率合成器是WSN收發(fā)機中重要的模塊，用于提供本振信號，其性能影響整個系統(tǒng)的性能。
　　 本文采用TSMC0.18μmRFCMOS工藝設計并實

2、現(xiàn)了一個工作在2MHz、電壓增益變化范圍為0dB～60dB、增益變化步長2dB的PGA，整個PGA包含三個部分:0dB～56dB可變增益級、單位增益緩沖級和0dB～14dB可變增益級。其中0dB～56dB可變增益級中的放大器采用開環(huán)放大器結構，提供的增益變化步長為14dB，緩沖級起到隔離前后兩增益級的作用，0dB～14dB可變增益級采用將運算放大器接成電壓電流負反饋的閉環(huán)結構，提供的增益變化步長為2dB。完成了PGA的電路設計、前仿真、

3、版圖設計、后仿真并流片測試，芯片測試結果表明:在1.8V電源電壓下，電壓增益變化范圍為-0.25dB～65dB，增益變化步長為1.2dB～2.8dB，增益誤差小于1dB，輸出信號擺幅為2Vpp，PGA工作電流為2.2mA。
　　 本文給出了一種用于分析∑—△小數(shù)分頻頻率合成器的行為級仿真方法，詳細論述了頻率合成器中各模塊電路的設計。鑒頻鑒相器(PFD)采用非平衡延時結構。壓控振蕩器(VCO)低的調諧增益(KVCO)可以減小了環(huán)路

4、濾波器(LPF)的面積。本設計把VCO的工作頻率范圍分成64個子帶從而得到較小的KVCO。∑-△調制器采用三階MASH1-1-1的結構來抑制調制器的量化噪聲。本文采用TSMC0.18μmRFCMOS工藝設計了一款2.3GHz～2.5GHz的∑-△小數(shù)分頻頻率合成器，文中給出了電路設計、前仿真結果和版圖設計。前仿真結果表明:在1.8V電源電壓下，VCO的調諧范圍為4.6GHz～5.5GHz，KVCO為26MHz/V～35MHz/V，在振蕩