【摘 要】
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近年来,无线传感网络(Wireless Sensor Network)因其具有低成本、低功耗、分布式和自组织等优点,已被广泛应用于家居、医疗、环境、工业等领域。无线射频收发模块是无线传感
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近年来,无线传感网络(Wireless Sensor Network)因其具有低成本、低功耗、分布式和自组织等优点,已被广泛应用于家居、医疗、环境、工业等领域。无线射频收发模块是无线传感网的重要组成部分,其研究已成为当下热点之一。低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)作为接收系统的第一级有源电路,其噪声、功耗等性能的优劣将直接影响整个射频收发系统的性能。由于SOI CMOS工艺具有功耗小,工作速度快,寄生电容小等优点,因此研究基于SOI CMOS工艺的低噪声放大器具有重要的意义。本文采用0.28μm SOI CMOS工艺,设计应用于WSN的2.4GHz窄带低噪声放大器。论文在介绍窄带LNA的性能参数、对比和分析常见的几种LNA结构优缺点的基础上,选取差分式共源共栅低噪声放大器结构,同时采用电容交叉耦合技术,提高线性度,增强隔离度。采用源极电感负反馈技术,降低噪声,实现阻抗匹配。本文给出了窄带LNA的设计过程,包括主电路结构、输入输出匹配和ESD保护等。给出了窄带LNA的前仿真结果、版图设计和后仿真结果。后仿真结果表明,在室温27℃、TT工艺角及1.5V的电源电压下,工作频率为2.44GHz时,输入输出阻抗匹配皆小于-25dB,噪声系数为2.74dB,电压增益为21.7dB,输入1dB压缩点为-21.82dBm,核心电流为6mA,满足设计指标要求。本文设计的窄带低噪声放大器各项性能指标良好,可以应用于WSN无线通信系统中。
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