随着无线技术的飞速发展,低功耗短距离无线通信系统在人们的生活中得到广泛应用,收发机的能量效率和频谱占用率成为制约无线通信发展的主要因素。虽然采用了先进的CMOS工艺,但是收发机仍然会消耗很多功率,在超低功耗收发机中,接收机前端的设计成为一个瓶颈。本论文对现有的低功耗短距离收发机进行了研究,在此基础上,设计了一个低功耗的2.4 GHz频移键控的接收机前端,以及一个两点调制的锁相环结构。接收机采用滑动中频结构,与直接下变频结构相比,一方面可以有效避免镜像抑制问题,另一方面可以消除直流失配和本振泄漏。同时,设计了基于两点调制的低电压混合型锁相环,既应用于发射机,又可以为接收机提供本振信号。整个设计采用65 nm CMOS工艺,供电电压为0.8 V,功耗为2.4 mW,数据率为1-10 Mbps,能量效率为0.24 nJ/bit,灵敏度为-89 dBm。除此之外,本论文还提出了一种基于相位旋转器和环形振荡器结构的频域开关键控调制的发射机,来实现高的能量和带宽效率。一个9-bit的相位旋转器,可以涵盖0°到180°的相位范围,相位分辨率为5.625°。混合型锁相环包含一个4级的环形振荡器,产生一对正交相位的差分信号,作为相位旋转器的输入。通过电路级仿真验证了它的功能,整个发射机工作在1 V电压下,功耗为5.4 mW,数据率10 Mbps,能量效率为0.54 nJ/bit。