【摘 要】
：
近年来,随着传感器设备和无线通信技术的发展,无线传感器网络受到了极大的关注。无线传感器网络的广泛使用使得远程监控物理环境变得更加容易,但是其低功耗、小成本与有限的网络寿命等特点为收发机系统带来了一系列挑战,尤其是对片上功率放大器的设计提出了很高的要求。基于这一背景,本论文对高效率CMOS功率放大器展开了研究。本论文分析了功率放大器在无线传感网络中的应用,对当前国内外提出的CMOS功率放大器所使用的
论文部分内容阅读
近年来,随着传感器设备和无线通信技术的发展,无线传感器网络受到了极大的关注。无线传感器网络的广泛使用使得远程监控物理环境变得更加容易,但是其低功耗、小成本与有限的网络寿命等特点为收发机系统带来了一系列挑战,尤其是对片上功率放大器的设计提出了很高的要求。基于这一背景,本论文对高效率CMOS功率放大器展开了研究。本论文分析了功率放大器在无线传感网络中的应用,对当前国内外提出的CMOS功率放大器所使用的架构、技术与性能等进行了调研,介绍了功率放大器的分类与性能参数等电路设计基本理论,并规划了功率放大器的设计指标。然后对需要考虑的设计要点进行了分析,包括晶体管的非线性特性与电路的阻抗匹配技术等,并提出相应的高效率、线性化提升技术。在此基础上,本论文提出了一款在具有高效率CMOS功率放大器。该功率放大器采用单端两级级联结构,驱动级与功率级均采用自偏置共源共栅结构,降低了击穿风险,增大了输出电压摆幅并提高反向隔离度。功率级偏置为深AB类,提高了电路的效率并保证了一定的线性度。驱动级电路采用电容补偿技术来解决晶体管栅源寄生电容引起的非线性效应,利用RC负反馈技术将电路的增益与线性度进行折中。输入电路利用负载牵引技术选取了最佳负载阻抗值,并使用低通L型匹配网络将50Ω变换为最佳负载阻抗值,将对电路的高阶谐波非线性信号进行抑制,并使得电路最终同时达到了较高的输出功率与功率附加效率。本设计基于SMIC 55nm RF CMOS工艺,利用Cadence Virtuoso软件完成了整体2.4 GHz功率放大器电路的前后仿真,并使用工艺角仿真分析了元器件偏差对电路性能的影响。为了减弱片上电感的寄生效应带来的影响,本设计还对电路关键模块进行了电磁仿真优化,并搭建了Cadence与Sonnet电磁联合仿真平台对电路进行电磁联合仿真验证。最终电路的芯片面积为0.635 mm2,S11<-11.6 d B,输入1d B压缩点为1.5 d Bm,饱和输出功率为13.1 d Bm,功率附加效率PAE为46%,均能够满足性能指标。
其他文献
近年来,随着国家科技与经济发展,监控摄像头在医院、学校、机场等公共场所广泛部署。然而,监控摄像头数量的快速增长也带来了海量的监控数据,给传统的人工处理带来极大挑战,因此,能够自动识别并追踪特定行人的智能安防系统成为了国内外的研究热点。行人重识别技术是智能安防系统的重要组成部分,它是利用计算机视觉算法判断监控图像或监控视频中是否存在特定行人的技术。由于其巨大的研究与实用价值,吸引了学术界与工业界大量
当前中国城市发展已进入城市更新的重要时期，党的十九届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》也明确提出实施城市更新行动。公园作为城市“有机体”的重要部分，也面临着产生——成熟——衰退——更新的历程。目前部分老旧城市公园开始暴露诸多问题，无法满足现代人较高的生活需求，已进入亟待更新的阶段。以昆山市城市生态森林公园更新改造为例，研究城市老旧公园更新
随着现代科技进步和城市化进程加快,建筑行业智能化发展不断深入。在建筑行业中,安全帽作为最基本的安全防护措施,能够做到工人施工环境全覆盖。将安全帽作为智慧工地系统的智能终端采集设备,可以实现工人施工环境全范围监测,使得安全帽的作用得到延伸和扩展,促进工地智能化发展进程。不同类型智能安全帽在功能设计上有所不同,但基本都具备数据传输能力,其采用的传输协议各有不同,缺乏统一规范。因此,本文提出基于GB/T
智能监控系统已广泛应用于人民生产生活的方方面面,小到居家住所,大到公共场所,它不仅能帮助人们保障自身权益、维护财产安全,更有助于维护整个社会的治安稳定。智能监控系统涉及运动目标检测、分类、跟踪及其行为理解等技术。本文围绕智能视频分析中的运动目标检测展开研究,以达到在复杂的视频场景下准确检测运动目标的目的,更好地保障智能监控系统决策的正确性。针对传统的Vi Be算法中存在运动物体或者原本静止的物体突
合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）因其全天时、全天候的工作能力与穿透力强等特性,被广泛应用于遥感技术领域。SAR图像变化检测是通过定性定量分析同一区域不同时相的SAR图像来获取地物变化信息的方法。SAR图像由于自身成像机理导致图像含有大量相干斑噪声,这给SAR图像变化检测带来了极大的挑战。本文首先介绍了SAR图像变化检测的研究现状,在对现有变化检测方法优缺点分
多目标跟踪任务是计算机视觉领域中的关键任务,其是目标检测、图像分割等任务的进一步发展,也是人体姿态估计、行为识别与分析等高级任务的基石,具有丰富的研究和实用价值。多目标跟踪任务的目的是识别和检测出视频帧中所有的目标,并保证每个目标在其所在视频帧中的身份信息不变,即对每个目标维持一个相同的ID编号。目前对多目标跟踪任务的处理框架主要分为四个步骤,包括目标检测、特征向量提取、相似度计算和数据关联。研究
随着移动通信技术的迅速发展和互联网相关应用的逐渐普及,当前信息网络正在向着大容量、高带宽、高可靠性、低延时和广覆盖发展。借助软件定义网络（Software Defined Network,SDN）技术,网络设备制造和运营商可以在基于密集波分复用的光网络（Optical Networks with Dense Wavelength Division Multiplexing,ON-DWDM）中实现光