超寬帶脈沖發(fā)生器設計及優(yōu)化.pdf

1、自從美國聯(lián)邦通信委員會為超寬帶技術分配了7.5GHz的通信帶寬以來，學術界和產業(yè)界都對這種短距離、高速無線傳輸技術的研究與開發(fā)產生了濃厚的興趣。超寬帶技術的發(fā)展?jié)摿υ谟谒芘c現(xiàn)有的無線技術共存而不相互發(fā)生干擾，又能夠實現(xiàn)高速率、低功耗的無線通信。在超寬帶通信系統(tǒng)中，依靠極窄的時域脈沖來傳送信息，脈沖的時域持續(xù)時間與波形會對系統(tǒng)的性能產生直接的影響。研究超寬帶脈沖發(fā)生器的設計，目的是為了以CMOS工藝為基礎，設計能產生時域超短脈沖的電路。

2、因此在設計前，脈沖波形的選擇是至關重要的。本文的主要研究內容是設計了一種應用于沖激無線電超寬帶通信系統(tǒng)的CMOS脈沖發(fā)生器。電路的結構主要包括三個部分，即延時單元，脈沖產生單元和脈沖成形單元。采用本文提出的脈沖發(fā)生器結構，能夠產生短時高階高斯雙周期脈沖信號作為超寬帶系統(tǒng)的信息傳輸載體，同時脈沖信號具有中心頻率可調的優(yōu)點。與傳統(tǒng)脈沖產生電路相比，本文的設計除了考慮波形的時域持續(xù)時間外，還考慮了波形的微分次數(shù)對脈沖性能的影響。而且由于設計中

3、使用了差分結構，使同時產生差分輸出脈沖信號成為了可能。電路使用純CMOS工藝實現(xiàn)，電路結構簡單，易于集成。另外，本文還提出了一種新的超寬帶脈沖發(fā)生器電路的設計準則，即系統(tǒng)有效噪聲系數(shù)最小化準則。當調整脈沖信號能量分布使之與超寬帶接收電路的點噪聲系數(shù)相匹配時，就能實現(xiàn)系統(tǒng)有效噪聲系數(shù)最小化。由于電路具有中心頻率可調性，所以調整脈沖能量分布很容易能夠實現(xiàn)。最后，本文還采用TSMC0.18μm標準CMOS模型，使用1.8V標準電源電壓，對設計