zigbee接收机射频前端的设计与研究

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1、代号10701学号1111122712分类号TN4密级公开题（中、英文）目ZigBee接收机射频前端的设计与研究DesignandResearchofZigBeeReceiverRFFrontEnd作者姓名吴锦志指导教师姓名、职称杨银堂教授学科门类工学学科、专业微电子学与固体电子学提交硕士论文日期二零一四年一月万方数据万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中

2、特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件

3、，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据万方数据摘要摘要作为一种新兴的无线网络技术，无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN)因具有广泛的应用空间而得到迅速的发展。由于ZigBee协议为其物理(Physical,PHY)层、媒体介入控制(MediaAcce

4、ssControl,MAC)层和网络(Network,NWK)层提供了详细规范，因而符合ZigBee协议要求的无线收发机成为研究热点。本文对符合ZigBee2.4GHz频段要求的接收机射频前端进行设计与研究。本文的主要内容为，根据协议要求确定出接收机射频前端低噪声放大器(LowNoiseAmplifier,LNA)和混频器(Mixer)电路模块的指标，在对LNA和Mixer进行详细研究的基础上，设计出满足指标要求的电路及版图。首先从ZigBee协议中提取出对无线接收机的要求，将要求转换为接收机的

5、系统指标，根据弗雷斯公式，将各个指标分配给接收机的各个电路模块。然后具体研究LNA，分析了共栅(Common-Gate,CG)结构和共源(Common-Source,CS)结构的输入匹配、增益、噪声和线性度与电路各参数之间的关系，设计了共源共栅(Cascode)型差分CG结构的LNA，具有易于匹配、对工艺参数不敏感的特点。接着以同样的方式研究了下混频器，通过将跨导管折叠可以获得更大的电压余度从而适于低压应用，并且便于在保持大的跨导管电流的情况下减小开关管电流以获得更好的性能，因此最终设计了折叠式

6、Gilbert单元。最后将LNA和Mixer相结合，构成射频前端。在CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Silicon)0.18um工艺下，对其仿真得到最高增益为32dB，在最高增益模式下的噪声系数(NoiseFigure,NF)为9.4dB，输入三阶交调点(InputThirdInterceptPoint,IIP3)为-18.5dBm，功耗为7.74mW，符合设计要求。关键词：射频前端接收机ZigBee无线传感器网络万方数据万方数据AbstractAbstractAsa

7、newtechnologyofwirelessnetwork,WirelessSensorNetwork(WSN)hasgotdevelopedrapidlyforitswideapplicationspace.BecauseZigBeeprotocolgivesclosedspecificationforPhysical(PHY),MediaAccessControl(MAC)andNetwork(NWK)layersofWSN,researchesonthewirelesstransceiv

8、ersconformingtoitaregettingmoreandmoreattractive.ThispaperdesignsandmakesaresearchonthereceiverRFfront-endmeetingtherequirementsof2.4GHzfrequencybandofZigBeeprotocol.Thispapermainlytellsaboutdeterminingtheperformanceindexesofmoduleoflownoiseamplifer(