应用于无线传感器网络2.4GHz的低噪声放大器设计

时间:2021-02-23 00:19 作者:鸭脖官网
本文摘要:一些场所的通讯没法依靠一切事先搭建的网络建设,只是务必一种必须临时性比较慢全自动的机构互联网的移动通信技术技术性。因而、传感器网络将逐渐正确引导人们踏入互联网即感应器的感测器时期。 低噪声放大器LNA(lownoiseamplifier)是频射对接前端开发的关键构成部分。因为位于对接前端开发的第一级,必需与无线天线联接,因此 它的噪音特点将对全部系统软件起着关键性具有。

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一些场所的通讯没法依靠一切事先搭建的网络建设,只是务必一种必须临时性比较慢全自动的机构互联网的移动通信技术技术性。因而、传感器网络将逐渐正确引导人们踏入互联网即感应器的感测器时期。

  低噪声放大器LNA(lownoiseamplifier)是频射对接前端开发的关键构成部分。因为位于对接前端开发的第一级,必需与无线天线联接,因此 它的噪音特点将对全部系统软件起着关键性具有。

另外,无线天线对接的数据信号一般弱,因此 低噪声放大器自身务必获得充裕的增益放缩数据信号,并把简易的数据信号初始地传送到下一级。  文中设计方案的低噪声放大器,工作中在2.4gHz频率段上,应用SMIC0.13mRFCMOS工艺技术。针对频射系统软件,特别是在是运用于传感器网络节点中的控制模块,功能损耗是必不可少最先充分考虑的难题。

在这个基础上放大器需要获得充裕的增益及其较低噪声指数,而且合乎一定的视频码率、线性及其稳定性。可是超过噪声系数与仅次增益不是有可能另外得到 的。因而,怎样在限量版功能损耗的前提条件下尽可能搭建輸出功率给出及其提高低噪声放大器的噪音特性沦落设计方案中的仅次挑戰。

  1 低噪声放大器设计方案  1.1 电源电路构造  文中应用的低噪声放大器电源电路构造如图所示1下图。    图1 低噪声放大器电路原理图  该低噪声放大器行为主体电源电路应用共源共栅的差分信号构造,因为共栅级电源电路的输入电阻较小,诱发了共源级的工作电压增益,进而遏制了密勒效用,提高了偏位隔离度,另外使输入电阻不会受到共源管M1、M2栅漏间电容器及其后续电源电路危害增大,使放大器可靠性加强。  在该构造中,片内电阻R1、R2气体压强造成偏置电压Vbias,根据Rg1、Rg2边加个共源管M1、M2栅极,为其获得交流电参考点。

为了更好地保证 较低的噪声系数,Rg1、Rg2不可选择电阻值较小的电阻器,以阻隔参考点电源电路中电阻器R1、R2带来的噪音。晶体三极管M3、M4为共栅MOS管。  片内源性趋于电感器Ls1、Ls2及其M1、M2栅源间可选择电容器Cex1、Cex2顺应栅极片外电觉得Lg1、Lg2,搭建低噪声放大器的輸出给出。

电感器Ld1、Ld2分别和电容器Cd1、Cd2串联,再作各自与Cd3、Cd4串连,搭建低噪声放大器的键入给出。  分析图表1下图差分信号共源共栅放大器的半电源电路运行状态,针对工作中于饱和区的MOS管有:    为保证 低噪声放大器合乎较小的噪声系数,放缩电源电路中的MOS管的栅长不可尽量随意选择极小值,本加工工艺超过栅长为0.13m,因此 ,共源管M1和共栅管M3的栅长L1、L3均划归0.13m。

在这里状况下,变化共源管和共栅管的栅长W1、W3,能够调节M1、M3的跨导gm1、gm3。依据共源共栅电源电路特性由此可见,变化共源管和共栅管的跨导能够变化放大器的增益。

此次设计方案应用1.2V电源电压供电系统,为了更好地保证 一定的线性,及其确保M1栅源工作电压Vgs1小于阈值电压Vth(本加工工艺的Vth大概为430MV),随意选择交流电偏置电压Vgs1为600MV。针对工作中于饱和区的MOS管,其溢趋于电流量Id答复为:    此次设计方案回绝功能损耗允许为8米W,在偏置电压Vgs1及其各加工工艺主要参数早已明确的状况下,共源管M1和共栅管M3的栅长W1、W3规定了该放大器的工作中电流量Id,即规定了放大器的功能损耗。设计方案时,在保证 增益的前提条件下,调节W1、W3,模型得到 半电源电路工作中电流量大概为3MA,即总电流量大概为6mA,合乎指标值回绝。  该低噪声放大器增益控制回路应用数据信号加成反应方式,增益操控MOS管Mc1、Mc2由VC1操控,Mc3、Mc4由VC2操控。

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在半电源电路中,根据变化Vc1能够变化Mc1的导通,在Id1稳定的状况下,则能够变化流到M3电流量Id3。而工作中在饱和区的M3管的跨导gm3能够答复为:    因此 变化Id3能够变化gm3,从而搭建放大器增益的变化。


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