【摘 要】
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在最近的无线低功耗片上系统设计中,射频前端的功耗成为了主要的设计瓶颈,究其原因,主要是由于射频前端的功耗并小能随着工艺尺度的减小而随之线性地下降.尽管基于低功耗蓝牙(BLE)、Zig Bee或者如IEEE 802.15.6的各类收发信机目前都实现了不错的功耗指标,并有较为实际的应用,但是业界几乎达成了这样的共识：基于现有标准的收发信机并不能在接下来的工艺尺度减小的潮流中不断地突破更低的功耗指标.本
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在最近的无线低功耗片上系统设计中,射频前端的功耗成为了主要的设计瓶颈,究其原因,主要是由于射频前端的功耗并小能随着工艺尺度的减小而随之线性地下降.尽管基于低功耗蓝牙(BLE)、Zig Bee或者如IEEE 802.15.6的各类收发信机目前都实现了不错的功耗指标,并有较为实际的应用,但是业界几乎达成了这样的共识：基于现有标准的收发信机并不能在接下来的工艺尺度减小的潮流中不断地突破更低的功耗指标.本文研究的缓变超宽带收发信机(Chirp-UWB Transceiver)使用非传统的缓变超宽带手段,在工业、科学、医疗公用超宽带射频频带(3～10GHz)内利用6～8GHz的2GHz带宽,实现了单通道500MHz、共计4通道的多通道收发信机.此收发信机在速率为2Mb/s时,功耗仅为1.8mW,缓变超宽带主要利用类似于调频超宽带(FM-UWB)的想法,在时域通过缓慢变化的单频信号充分利用超宽带最高能量密度,从而实现较高的传输功率.同时这种缓慢变化的单频信号,也和普通的窄带干扰有所区别,可以利用变化的周期和速度来与普通窄带干扰进行区分,从而实现较好的“窄带干扰抑制”.在传输1时,进行射频信号的发射,在传输0时不进行发射,相当于在超宽带频带内进行了简单的开关键控(OOK),同时,在射频信号发射时,使用的是缓变频率的单频信号,从而混入了与窄带干扰完全不同的频率特征,从而部分实现了调频(FM)特征.在接收机端,使用基于带通滤波器的开关键控解调以及滤波器输出端加入包络检测与幅度上升/下降检测,从而可以从信号中分拆出缓变成分.这样,我们在基础的缓变超宽带的开关键控解调中混入频率调制(FM),提高了灵敏度,并在一定范围内提供窄带干扰抑制.
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