WSN頻率綜合器中低功耗鑒頻鑒相器和電荷泵的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，WirelessSensorNetwork)被認(rèn)為是21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。WSN技術(shù)將傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和嵌入式計(jì)算技術(shù)綜合在一起，其最大的特點(diǎn)就是能夠協(xié)作地實(shí)時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對這些信息進(jìn)行處理然后發(fā)送給觀察者。WSN技術(shù)將會對人類未來的生活方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，所以研究并設(shè)計(jì)應(yīng)用于WSN系統(tǒng)的射頻收發(fā)機(jī)芯片具有重要的意義。
　　 本項(xiàng)目

2、基于TSMC0.18μmRF-CMOS工藝，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用于無線傳感網(wǎng)頻率綜合器中的鑒頻鑒相器(PFD，PhaseFrequencyDetector)和電荷泵(CP，ChargePump)。本文在分析電荷泵鎖相環(huán)頻率綜合器中的PFD和CP模塊的基礎(chǔ)上，給出了基于TSPCD觸發(fā)器結(jié)構(gòu)的PFD電路設(shè)計(jì)，此結(jié)構(gòu)的PFD具有低功耗、高速、高精度等優(yōu)點(diǎn)。同時，優(yōu)化了PFD復(fù)位延時模塊，克服了PFD的死區(qū)，提高鑒頻鑒相的范圍，并保證了輸出信號延時

3、一致性。另外，本文同時給出了基于電路拷貝技術(shù)(Replica)的CP結(jié)構(gòu)，并利用軌到軌運(yùn)算放大器的鉗位作用，提高CP的充放電流匹配精度和擴(kuò)大電流匹配時的輸出電壓范圍。同時，對CP的電流漏（放電電流源）進(jìn)行優(yōu)化，采用部分電流調(diào)節(jié)的思想，提高CP的工作速度和充放電流匹配精度。利用Cadence軟件對PFD&CP進(jìn)行優(yōu)化與前仿真、版圖設(shè)計(jì)和后仿真，并進(jìn)行了流片驗(yàn)證，測試結(jié)果表明:在1.8V電源電壓下，PFD鑒頻鑒相功能正確;CP在輸出電壓0.