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超宽带（UWB）技术以其自身具有的短距离高速传输、高安全性、高精度、低功率谱密度等优点，为短距离通信从传统有线连接方式向无线连接方式的转变提供了新的技术手段，专门针对短距离超宽带无线通信技术及系统的研究也逐步兴起。本文针对于近场通信（NFC）信道，研究并设计一种低复杂度、低功耗的高速UWB发射芯片，与相应的UWB接收机结合，在植入式环境和室内环境实现无线高速传输。本文首先对现有的几种超宽带信号脉冲波形，进行了理论推导和分析，使用MATLAB软件对各种超宽带脉冲时域波形和频谱进行了仿真对比。其次，对多种超宽带调制方式分别进行了分析比较。结合设计要求确定选用方波包络窄脉冲作为芯片系统的超宽带脉冲，选用OOK调制方式实现超宽带脉冲的调制。系统芯片采用了一种数字开关VCO超宽带脉冲产生方案，通过MATLAB软件验证该方案的理论算法的正确性和可实施性。系统芯片的核心单元包括窄脉冲产生电路、数字开关VCO电路、增益可调功率放大器，能够实现对射频带宽3~5GHz，传输符号速率100Mbps的超宽带（UWB）射频信号的发射。其中，窄脉冲产生电路在实现脉冲精确延时和对准的同时，通过偏置电压变化实现对窄脉冲宽度的精确控制和调节。数字开关VCO电路以间歇式工作模式工作，在基带窄脉冲信号翻转时，VCO快速稳定起振，其它状态时VCO处于待机模式，电路不产生振荡和静态电流，芯片的功耗和芯片的能量效率大幅提高，通过调节数字开关VCO电路的偏置电压改变晶体管栅极电压，实现对超宽带脉冲中心频率的精确调整。基于UMC0.18m射频CMOS标准工艺，采用1.8V工作电压，完成了芯片全部电路和版图设计，芯片面积为0.55mm~2。对电路版图进行了后仿真测试，芯片在3~5GHz带宽上的传输符号速率可以达到100Mbps，超宽带脉冲信号功率谱密度为-45dBm/MHz，芯片整体功耗为13mW。其中，窄脉冲发生电路的脉冲宽度可调范围为1ns~700ps；数字开关VCO电路在基带窄脉冲信号翻转时实现了快速可靠起振，中心频率可调范围是4-5.8GHz。后仿真结果表明，芯片各部分功能正确，性能良好，达到了设计要求。