论文部分内容阅读
近年来在短距离无线通信领域兴起的超宽带(UWB)技术,2m范围内最高速度可超过1Gbps并且具有功耗低、安全性高、与现有通信系统共存性好等优势,引起了工业界与学术界极大的兴趣。而载波体制超宽带(OFDM-UWB)以芯片组配置灵活、设备共存性好、地域通用性强等特点有望成为UWB技术市场标准。本论文针对6-9GHz CMOS发射器设计方法及其在收发器中的集成实现,围绕兼容MB-OFDM和DC-OFDM的双模式发射器、适合于物理层SoC单芯片集成的电流模发射器及载波泄漏与镜像校正方法展开研究。首先从理论上分析了超宽带发射器非理想因素与发射器杂散功率之间的定量关系,构建了超宽带发射器非线性模型,为OFDM-UWB发射器电路设计提供理论指导。接着针对MB-OFDM与DC-OFDM兼容要求,提出了一种通过改变滤波器第一级无源RC网络中电阻和Biquad中跨导来切换发射器中频带宽的方法,并应用于兼容两种UWB标准的双模式发射器及收发器的设计中。实验结果表明该双模式发射器和收发器在两种中频带宽下均可稳定工作,且在132MHz/264MHz带宽下滤波器实测截止频率为136MHz/272MHz,相对误差小于3%。还采用一种基于锁幅(MLL)环路的频率自调谐方法(AFT)克服带宽切换及工艺波动对滤波器截止频率精度的影响。实验结果表明此AFT工作范围为90MHz到400MHz,调谐误差小于5%,可容忍约±40%的滤波器截止频率偏差。此外,还提出了一种适合于SoC集成的电流模OFDM-UWB发射器架构及设计方法。测试结果验证了此发射器架构的可行性,为OFDM-UWB发射器设计提供了一个适合于SoC集成的新方案。最后针对交流耦合等模拟电路方法在抑制载波泄漏与镜像信号方面的局限性,提出了一种以自混频功率检测单元为核心的数字自动校正环路,并用于校正双模式OFDM-UWB发射器的载波泄漏与镜像信号。