一种应用于无线传感器网络的全集成接收信号强度指示器.pdf

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1、78传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第9期一种应用于无线传感器网络的全集成接收信号强度指示器樊星，牟荣增，阎跃鹏，(1．中国科学院微电子研究所昆山分所，江苏昆山215347；2．中国科学院微电子研究所，北京100029)摘要：设计了一种应用于无线传感器网络(WSNs)，可以在1．2V电压工作的，全集成接收信号强度指示器(RSSI)。介绍了对数放大器的基本原理，改进了直流偏移消除电路结构，利用隔级反馈使限幅放大器部分更加易于全集成。改进了全波整流电路，使其能工作在低电压，功耗更低，同时大大提高了工艺稳定性和温度稳定

2、性。采用0．18mCMOS工艺，仿真结果显示：在1．2V电源电压时，RSSI的直流电流小于0．6mA，2MHz输入信号频率，输入动态范围为-85～-10dBm时，RSSI的线性误差小于±O．5dB。关键词：接收信号强度指示器；对数放大器；全集成；低电压；直流偏移消除中图分类号：TN432文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)09-0078-04AfullyintegratedRSSIappiledforWSNsFANXingr，MURongzengr，YANYue—peng，(1．InstituteofMicroelectronicsofChineseAcademyofS

3、ciencesatKunshan，Kunshan215347，China；2．InstituteofMicroelectronicsofChineseAcademyofSciences，Beijing100029，China)Abstract：A1．2VfullyintegratedRSSIappliedforwirelesssensornetworks(WSNs)isdesigned．Thebasictheoryoflogarithmicamplifierispresented，DCoffsetcancellationcircuitisimprovedandusingvibration

4、feedbacktomakeclipperamplifierparteasytobefullyintegrated．Full—waverectifiercircuitisalsoimproved，whichcanworkinlowvoltage，lowerpowerconsumption，andgreatlyimprovestheprocessandtemperaturestability．Use0．18mCMOStechnology，simulationresuhshowsthatwhenusing1．2Vsupplyvoltage。directcurrent(DC)ofRSSIisl

5、essthan0．6mAinputdynamicrangeofthelimiteris-85一-10dBm，andRSSIlinearerroriswithin±0．5dBfor2MHzinputfrequency(IF)application．Keywords：RSSI；logarithmicamplifier；fullyintegrated；lowvoltage；DCoffsetcancellation0引言波器，如果采用RC结构实现则需要很大的电容器或电阻随着无线通信和手持终端的迅速发展，现代移动通信器，难以片内集成。中接收机芯片的集成度问题和低功耗问题越来越受到人们本文设计的RS

6、SI采用1．2V供电，在传统对数放大器的重视。接收信号强度指示器(receivedsignalstrengthiudi—基础上增加了分段反馈模块，解决了直流偏移消除电路的cator，RSSI)是无线接收机芯片中不可或缺的模块，它可以片内集成问题，并具有很好的工艺和温度稳定性，极低的功与可变增益放大器一起组成自动增益控制单元，也可以耗，小于±O．5dB的线性误差。单独用于检测功率以确定当前信道的状态。在无线传感器1对数放大器基本原理网络(wirelesssensornetworks，WSNs)中，节点设备可以通经典的RSSI一般由限幅放大器(1imitingamplifier)，全过RSS

7、I检测结果调整自己的工作状态来减少功耗，这就对波整流器(full—waverectifier)，低通滤波器(1ow—passfilter)，RSSI模块的低功耗设计提出了更高的要求。由于无线通直流偏移消除(DC—offsetcancellation)电路组成，如图I所信的应用环境多变，其接收信号强度的动态范围很大，RSSI示。这种电路结构是利用对数放大器的原理来实现分一般采用对数放大器。段线性的对数逻辑功能的，其基本思想是利用多个限