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多址TH-PPM UWB基带信号产生芯片设计与实现

作　者: 秦志杰
导　师: 段吉海
学　校: 桂林电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: UWB TH-PPM 无线个域网 时钟数据恢复 信息调制 伪随机序列
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


在现代通信中,超宽带(Ultra Wideband,UWB)技术是一种新的通信技术,是建立在低能量无线电信号基础上,可以实现短距离高速数据传输,具有传输速率高、抗多径干扰以及结构简单等特点,广泛用于精确定位、雷达及无线通信等方面,是当前短距离通信领域的一个热点技术。本文研究了应用于无线个域网的多址跳时脉位调制(Time Hopping-Pulse PositionModulation,TH-PPM)超宽带基带信号产生芯片的设计与实现。文中首先介绍了超宽带的特点以及应用领域,分析了超宽带无线通信系统组成以及超宽带通信系统关键技术,推导了多址TH-PPM UWB信号产生系统的简化数学模型,给出了一种用于超宽带无线个域网传输的多址TH-PPM UWB信号产生电路系统;然后重点阐述了组成多址TH-PPM UWB基带信号产生系统的时钟数据恢复电路和信息调制电路的基本工作原理和电路设计;最后利用集成电路技术,实现了应用于无线个域网的多址TH-PPMUWB基带信号产生系统的芯片设计,通过了系统版图验证和后仿真。文中多址TH-PPM UWB基带信号产生系统芯片采用0.18-μm 1P6M CMOS工艺设计,可供四个不同用户使用,数据传输速率为54Mb/s;产生的超宽带基带信号脉冲幅度为1.8V;90%幅度脉宽为1.04ns,10%幅度脉宽为1.15ns;上升时间为72.31ps,下降时间为43.42ps;系统电源电压为1.8V,芯片功耗为10mW,芯片面积为760μm×720μm。通过仿真验证,结果表明本文设计的多址TH-PPM UWB基带信号产生系统芯片可以满足超宽带无线个域网的要求。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-13
  1.1 超宽带技术的发展历史  7-8
  1.2 超宽带技术简介  8-11
    1.2.1 超宽带技术的特点  8-9
    1.2.2 超宽带技术的应用  9-10
    1.2.3 超宽带技术国内外研究现状  10-11
  1.3 本文的研究工作和内容安排  11-13
第二章 多址TH-PPM UWB发送信号产生系统原理分析  13-25
  2.1 超宽带无线通信系统组成  13-14
  2.2 超宽带无线通信系统关键技术  14-21
    2.2.1 超宽带波形  14-15
    2.2.2 超宽带调制技术  15-17
    2.2.3 超宽带多址技术  17
    2.2.4 TH-PPM UWB信号系统分析  17-21
  2.3 多址TH-PPM UWB信号产生系统原理  21-24
    2.3.1 多址TH-PPM UWB信号产生系统建模  21-23
    2.3.2 多址TH-PPM UWB信号产生系统实现原理分析  23-24
  2.4 小结  24-25
第三章 时钟数据恢复电路设计  25-46
  3.1 锁相环原理分析  25-29
    3.1.1 锁相环的基本原理  25-26
    3.1.2 锁相环的数学模型  26-29
  3.2 时钟数据恢复电路各组成电路设计  29-43
    3.2.1 鉴频鉴相器  30-34
    3.2.2 电荷泵电路设计  34-37
    3.2.3 环路滤波器设计  37-39
    3.2.4 压控振荡器设计  39-42
    3.2.5 频率检测器设计  42-43
  3.3 时钟数据恢复电路仿真  43-44
  3.4 小结  44-46
第四章 信息调制电路模块设计  46-56
  4.1 信息调制电路原理框图  46-47
  4.2 信息调制电路各组成电路设计  47-54
    4.2.1 分频器设计  47
    4.2.2 伪随机序列产生器设计  47-50
    4.2.3 二进制半加器设计  50-52
    4.2.4 可变计数器设计  52-54
  4.3 信息调制电路仿真  54-55
  4.4 小结  55-56
第五章 多址TH-PPM UWB信号产生系统仿真及版图设计  56-68
  5.1 多址TH-PPM UWB基带信号产生系统前仿真  56-57
  5.2 多址TH-PPM UWB基带信号产生电路系统版图设计  57-62
    5.2.1 版图设计技术  57-59
    5.2.2 系统主要电路版图设计  59-62
  5.3 多址TH-PPM UWB信号产生系统版图、验证及后仿真  62-66
    5.3.1 多址TH-PPM UWB基带信号产生系统版图  62-64
    5.3.2 版图验证  64
    5.3.3 版图后仿真  64-66
  5.4 小结  66-68
第六章 总结与展望  68-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
作者在攻读硕士期间主要研究成果  74

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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