物联网时代的到来,直接促进了专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的广域低功耗网络(LPWAN)的快速繁荣。在中国,以华为为代表的企业在LPWAN领域率先瞄准低成本、广覆盖的窄带物联网(NB-IoT)技术。本文首先调研了NB-IoT的发展状况,然后重点探讨了应用于NB-IoT的射频前端电路以及接收信号强度指示电路和模数转换器,对NB-IoT系统芯片进行了相关性能的测试。本文设计采用UMC55nm CMOS的工艺来完成设计。本文的主要研究工作和创新如下:1.设计了一种低功耗高增益的CMOS低噪声放大器(LNA)。该电路在阻性反馈共源极的基础上融合电流复用技术,并通过数字逻辑控制实现增益可调。仿真结果表明,其工作频率范围为1.78～2.2GHz,增益范围为-17d B～35d B,最大增益下噪声系数为1.4d B,三阶交调点为-20.76d Bm,带内输入反射系数均低于-12d B,功耗为1.2m A。2.实现了一种工作频率为1.78～2.2GHz低功耗增益可调的下变频混频器电路(Mixer)。此混频器以吉尔伯特单元为基础,采用自偏置电阻电流复用结构输入级设计。其转换增益范围为1.6d B～15d B,最大增益下噪声系数为8.58d B,三阶交调点为-23.73d Bm,本振到射频端口的泄露小于80d B,功耗为0.86m A。3.通过改进工艺库提供的Pads改善接收机的噪声系数。UMC55nm提供的Pads是M1-M7层金属通过过孔连接在一起,本文通过改变金属的连接方式使得接收机的噪声系数下降了3d B。4.设计了一种低功耗宽动态范围的全集成接收信号指示电路(RSSI)。该电路基于连续检波对数放大器,针对工艺角的温度偏差采用不同类型的偏置电压模块。仿真结果表明电路实现了50d B的输入线性检测范围,功耗为1m A。5.实现了一种低功耗逐次逼近型模数转换电路(ADC)。采用基于Vcm的分段电容阵列减小了总的电容值和开关转换过程中的功耗,采用底板采样和栅压自举开关电路减小非线性,并采用异步逻辑的方法优化采样速率。仿真结果表明,有效位达到10.6bit,无杂散动态范围为80d B,功耗为0.165m A。综上所述,本文对NB-IoT系统芯片的接收机进行了研究,论述了电路级、版图、测试等原理和方法,最终的测试结果表明相关性能满足NB-IoT的要求。