【正文】 遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)通信，很有必要將頻率變換到高頻進(jìn)行傳輸。 20xx 年12 月，在美國(guó)新墨西哥州的阿爾布克爾市舉行的 IEEE 有關(guān) UWB 標(biāo)準(zhǔn)的大討論。 1 三級(jí)級(jí)聯(lián) COLPITTS 振蕩超寬帶混沌信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì) 低壓低噪聲高線(xiàn)性度的 LNA 電路設(shè)計(jì) 目 錄 第 1 章 緒論 ................................................................................................................. 2 引言 .................................................................................................................... 2 超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù) ........................................................................................ 2 超寬帶技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 ................................................................................. 3 超寬帶收發(fā)機(jī)概述 ............................................................................................ 5 本文的組織結(jié)構(gòu) ................................................................................................ 6 第 2 章 三級(jí)級(jí)聯(lián) COLPITTS 振蕩超寬帶混沌信號(hào)產(chǎn)生電路設(shè)計(jì) ............................ 6 混沌理論基礎(chǔ) .................................................................................................... 6 多混沌載波超寬帶系統(tǒng) .................................................................................... 8 發(fā)射機(jī) .............................................................................................................. 10 接收機(jī) .............................................................................................................. 10 仿真與結(jié)果 .......................................................................................................11 結(jié)束語(yǔ) ...............................................................................................................11 第 3 章 低壓低噪聲高線(xiàn)性度的 LNA 電路設(shè)計(jì) .......................................11 工藝庫(kù)的元器件 .............................................................................................. 12 差分 CASCODE電路 .......................................................................................... 12 差分電路的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 12 差分電路的電路級(jí)仿真 ........................................................................... 14 單端 CASCODE電路 .......................................................................................... 16 單端電路的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 16 單端電路的電路級(jí)仿真 ........................................................................... 19 單端電路的版圖設(shè)計(jì)、提取及后模擬 ................................................... 22 電路級(jí)仿真和后模擬仿真總結(jié) ...................................................................... 25 與其它電路的比較 .......................................................................................... 25 結(jié)束語(yǔ) ......................................................................................................................... 27 附錄 ............................................................................................................................. 28 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 38 2 第 1 章 緒論 引言 根 據(jù)美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì) (FCC)定義的超寬帶 (UWB)設(shè)備是指帶寬比大于 或 實(shí) 際 帶 寬 不 小 于 500 MHz 的 系 統(tǒng) ， 帶 寬 比 的 表 達(dá) 式 為2 ( ) / ( ) 2h t h tf f f f? ? ?，其中 hf 和 tf 分別是 10 dB 輻射點(diǎn)的高端與低端頻率．超寬帶系統(tǒng)和傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比具有高傳輸速率、低功耗、很強(qiáng)抗干擾性和抗截獲性等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于車(chē)載雷達(dá)、成像系統(tǒng)、測(cè)量定位系統(tǒng)和高速無(wú)線(xiàn) LAN 等． 混沌信號(hào)是指確定性系統(tǒng)產(chǎn)生的類(lèi)噪聲信號(hào)，擁有良好的自相關(guān)、互相關(guān)特性．由于它對(duì)初值敏感， 容易產(chǎn)生數(shù)量龐大互不相干的信號(hào)，所以 UWB 混沌通信系統(tǒng)具有高保密性和低截獲率等優(yōu)點(diǎn) [12]． 首先使用三級(jí)級(jí)聯(lián) Colpitts 振蕩器構(gòu)成了超寬帶混沌信號(hào)產(chǎn)生電路，該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所產(chǎn)生的超寬帶混沌信號(hào)具有寬闊的頻譜和良好的自相關(guān)性，接著提出由該電路構(gòu)造的多混沌載波超寬帶系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并對(duì)不同的通信速率下的誤碼率進(jìn)行了仿真． 超寬帶無(wú)線(xiàn)通信技術(shù) 超寬帶（ UWB）無(wú)線(xiàn)通信是一種無(wú)載波通信技術(shù)，又被稱(chēng)為脈沖無(wú)線(xiàn)電（ Impulse Radio） ，任何無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)，只要它滿(mǎn)足下面的條件之一就稱(chēng)為超寬帶系統(tǒng)： M H z500%20)(2?????LHLHLHffffff )11(? 其中， hf 和 lf 分別是信號(hào)能量功率譜密度（ PSD）的上限頻率和下限頻率， hf和 lf 都定義在 PSD 衰減為 10dB 的輻射點(diǎn) 上 。 20xx 年 2 月 FCC 又對(duì)該規(guī)范進(jìn)行了確認(rèn)，并局部放寬了對(duì)成像系統(tǒng)頻帶的限制，這是 UWB 走向商業(yè)化的一個(gè)重要里程碑，而且 FCC 會(huì)繼續(xù)探討和完善 UWB 技術(shù)，并有可能進(jìn)一步放寬 UWB 技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)方面的限制。信息的傳輸是通過(guò)天線(xiàn)來(lái)輻射和接收的，而只有當(dāng)天線(xiàn)的長(zhǎng)度與頻率波長(zhǎng)相比擬時(shí)，才能形成比較有效率的輻射和接收。 本文 的組織結(jié)構(gòu) 本文 分為四章，具體安排如下： 第 1 章簡(jiǎn)要的對(duì)超寬帶技術(shù)進(jìn)行概述，闡明了超寬帶技術(shù)在應(yīng)用方面的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀。從事不同領(lǐng)域研究的科學(xué)家都是基于各自對(duì)混沌的理解進(jìn)行 研究并謀求各自的應(yīng)用。10dB 增益相當(dāng)于將信號(hào)放大 倍， 20dB 相當(dāng)于將信號(hào)放大 10 倍。則差分電路的輸入阻抗可以表示為： ? ? ? ?? ? ? ?10101010101011gsgsmmsgsgssggsgsmmssgsgsginCCggLCCsLLsCCsggsLsLCCssLZ???????????????? () 在調(diào)節(jié)參數(shù)的過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)噪聲和輸入同時(shí)匹配，輸入阻抗的實(shí)部必須為信號(hào)源內(nèi)阻（ 50Ω）。在本文的題目要求中，電源電壓的要求是不大于 。 圖 39 NMOS 線(xiàn)性度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)電路截圖 圖 310 NMOS 線(xiàn)性度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)仿真曲線(xiàn) 18 圖 310 中，“ powin”是輸入端的偏置電壓，它的掃描范圍為 ~1V。如圖 313。） 單端電路的版圖設(shè)計(jì)、提取及后模擬 在 RF IC 的設(shè)計(jì)中，版圖的設(shè)計(jì)是十分重要的。參數(shù)的惡化小于 。 27 結(jié)束語(yǔ) 本文 利用驅(qū)動(dòng)響應(yīng)的思想，設(shè)計(jì)了三級(jí)級(jí)聯(lián) Colpitts振蕩超寬帶混沌信號(hào)產(chǎn)生電路．該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)仿真電路產(chǎn)生的混沌信號(hào)頻譜分量豐富，帶寬符合 FCC 的 超寬帶信號(hào)的定義．使用該電路可以構(gòu)造新穎的多混沌載波超寬帶系統(tǒng)，給出了通信發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的結(jié)構(gòu)，并對(duì)不同通信速率下的系統(tǒng)誤碼率進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明該系統(tǒng)可以根據(jù)工作環(huán)境，靈活設(shè)定工作頻段，在射頻高通信速率下具有較低的誤碼性能，并且具備高保密性和低截獲率等優(yōu)點(diǎn) 。首先是加入了源極電感，這就是輸入、噪聲同時(shí)匹配技術(shù)；其次是使用了折疊結(jié)構(gòu)，降低電源電壓；最后是找到一個(gè)合理的偏置電壓，實(shí)現(xiàn)高線(xiàn)性度。由于溫度為 Te 的電阻地額定熱噪聲功率是 BkTe ，根據(jù)等效噪聲溫度的定義，熱噪聲功率經(jīng)過(guò)放大器傳輸后為 N，且 peBGkTN? 。當(dāng)輸入匹配時(shí)0??in ， 0ZZin? 。%工藝參數(shù) δ Vsat=+05。 sizeW=size(W)。 end figure plot(Qin,F_(1,:),39。)。gm_39。ylabel(39。)。W39。xlabel(39。)。y39。,W,Vod_(5,:),39。black39。)。xlabel(39。Qin39。%系統(tǒng)噪聲系數(shù) gm_(k,:)=gm。%特征尺寸 Cgs=2/3.*W*L*Cox。 j=sqrt(1)。由圖 B1 可知圖 B2 的各反射系數(shù)可以定義為： ris VV11?? () irin VV11?? () irout VV22?? () riL VV22?? () 將式（ ）代入式（ ）、（ ）得 rLir VSVSV 2121111 ??? () rLir VSVSV 2222212 ??? () 消去方程中的 rV2 ，結(jié)合式（ ）有 LLirin SSSSVV ?? ?????2221121111 1 () 由上式可知，反射系數(shù)與雙端口網(wǎng)絡(luò)的歌參數(shù)有關(guān)，隔離參數(shù) S12 通 常是一個(gè)很小的數(shù)值，如果負(fù)載得到很好的匹配，其反射系數(shù)很小 0??L ，則 11Sin?? 。 Te 被稱(chēng)為該網(wǎng)絡(luò)的等效噪聲溫度。放大器工作在 1V，功耗為 ，噪聲系數(shù) NF=，增益為 ，三階交調(diào)點(diǎn)為 。與其他文獻(xiàn)中設(shè)計(jì)的低噪聲放大器相比，本文設(shè)計(jì)的電路，工作電壓、功耗和噪聲都很低，這是本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)；線(xiàn)性度略低于文獻(xiàn)[6