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随着无线通信技术的迅速发展,射频收发机的复杂度也越来越大,对设计者提出了新的挑战。针对复杂系统的设计需求,以行为级建模为基础的系统级仿真成为设计验证的必要步骤。系统级仿真可以为系统结构设计和性能指标分配提供设计参考;同时,还能利用行为级模型将系统中所有模块,尤其是数字和模拟模块,进行联合仿真,以验证设计的正确性。 本文讨论了射频系统中所关心性能指标的具体数学模型,并详细推导了数学模型中各项参数与性能指标的计算方式,为行为级建模构建数学基础。同时指出了电路行为级建模的两个基本原则,一是功能的完整性,二是模型的简化性。 以数学模型为基础,利用Verilog-A语言完成了一个超高频射频标签阅读器收发机芯片的系统级建模。对接收机结构中每个模块都进行了行为级建模和仿真,以验证模型的特性与实际电路是否相同。此后,搭建了整个射频收发机的发射和接收支路,与数字基带完成了联合仿真。 在系统建模的基础上,设计了一个接收机自动增益控制电路。该电路针对超高频射频识别系统中苛刻的工作时间要求,设计了采样电路和增益判决算法。利用Verilog代码完成了自动控制的算法设计和仿真后,在系统仿真平台中,通过数模混合仿真,完成了接收机支路与自动增益控制电路的联合仿真验证。整个电路在GSMC0.18μm工艺下完成了设计流片。 最后,本文探讨了全数字锁相环的环路特性,搭建了基于Simulink的全数字锁相环模型,着重仿真了延迟线对于全数字锁相环的相噪声影响。并针对传统延迟线面临的问题提出了一种新型的延迟线设计方案,其延迟时间随着振荡器的频率改变,且误差仅与电容失配相关。这样的结构非常适用于全数字锁相环中的延迟补偿,极大的简化了传统延迟的校准和数据计算的问题。