毕业论文三级级联colpitts振荡超宽带混沌信号产生电路设计2#46;4ghz低压低噪声高线性度的lna电路设计.doc

目 录 第1章 绪论 2 1.1 引言 2 1.2 超宽带无线通信技术 2 1.3超宽带技术的发展与现状 3 1.4 超宽带收发机概述 4 1.5 本文的组织结构 6 第2章 三级级联Colpitts振荡超宽带混沌信号产生电路设计 6 2.1 混沌理论基础 6 2.2 多混沌载波超宽带系统 8 2.3 发射机 10 2.4 接收机 10 2.5 仿真与结果 11 2.6 结束语 11 第3章 2.4GHz低压低噪声高线性度的LNA电路设计 11 3.1 工艺库的元器件 12 3.2 差分cascode电路 12 3.2.1 差分电路的设计 12 3.2.2 差分电路的电路级仿真 14 3.3 单端cascode电路 16 3.3.1 单端电路的设计 16 3.3.2 单端电路的电路级仿真 19 3.3.3 单端电路的版图设计、提取及后模拟 22 3.4 电路级仿真和后模拟仿真总结 25 3.5 与其它电路的比较 25 结束语 27 附录 28 参考文献 38 第1章 绪论 1.1 引言 根据美国联邦通信委员会(FCC)定义的超宽带(UWB)设备是指带宽比大于0.2或实际带宽不小于500 MHz的系统，带宽比的表达式为，其中 和分别是-10 dB辐射点的高端与低端频率．超宽带系统和传统的窄带系统相比具有高传输速率、低功耗、很强抗干扰性和抗截获性等优点，可广泛应用于车载雷达、成像系统、测量定位系统和高速无线LAN等． 混沌信号是指确定性系统产生的类噪声信号，拥有良好的自相关、互相关特性．由于它对初值敏感，容易产生数量庞大互不相干的信号，所以UWB混沌通信系统具有高必威体育官网网址性和低截获率等优点[1-2]． 首先使用三级级联Colpitts振荡器构成了超宽带混沌信号产生电路，该电路结构简单，所产生的超宽带混沌信号具有宽阔的频谱和良好的自相关性，接着提出由该电路构造的多混沌载波超宽带系统的结构，并对不同的通信速率下的误码率进行了仿真． 1.2 超宽带无线通信技术 超宽带（UWB）无线通信是一种无载波通信技术，又被称为脉冲无线电（Impulse Radio），任何无线电系统，只要它满足下面的条件之一就称为超宽带系统： 其中， 和 分别是信号能量功率谱密度（PSD）的上限频率和下限频率， 和都定义在PSD 衰减为-10dB 的辐射点上。由于超宽带无线通信技术有着近似噪声的功率信号，具有高必威体育官网网址性、高速率、低功耗等特点，为下一代消费电子设备高速率无线连接提供了十分理想的解决方案;同时它是基于共用频段的思想，能够与其它现存的传统无线技术共享频带，也为解决日趋紧张的频谱资源难题提供了新的解决方案，因此被人们所广泛关注。 现有研究中出现了三种主要的UWB技术，第一种是跳时超宽带(TH-UWB)即脉冲无线电的传统体系，是迄今为止最早UWB技术，直到现在仍然是一种重要的技术;第二种UWB技术称为直接序列扩频超宽带技术(DS-UWB)，该方案由美国飞思卡尔(FrceScale)半导体公司首先提出;第三种UWB技术是基于正交频分复用技术的UWB体系，称之为多频带正交频分复用超宽带(MB-OFDM UWB)，该方案由美国Intel公司和美国德州仪器(TI)公司为首的多带OFDM联盟(MBOA，Multi-Band OFDM Alliance)所提出。 UWB 信号的频带极宽，一般在几百MHz 以上甚至会更高，利用如此宽的频带，可以实现数据的高速传输，这可由山农公式给出解释，山农公式如下所示：式中， B 为信道带宽， 为高斯白噪声功率谱密度， P 为信号功率。可知，增大通信容量有两种实现方法：一是通过增加信号功率P ，也就是提高信噪比；二是增大传输带宽B 。由式信道容量C 与信道带宽呈线性增长，与信号功率P 呈较为缓慢的对数增长，因此增加信号的带宽比增加信号的功率更有效。UWB 无线电技术就是通过增大传输带宽来获得高的传输速率的。处理增益是 UWB 系统的一个重要特性，处理增益G 也称扩频增益(SpreadingGain)，它定义为频带带宽（扩频技术占用的总带宽）与传输数据所需要的最小带宽之比.对于UWB 通信系统，它的处理增益可以表示为：处理增益(dB)=10log(1/占空比)+10log（脉冲重复速率/信息传输速率）其中，占空比(duty cycle)=脉冲持续时间(dutation)/脉冲重复周期，脉冲重复速率的单位为脉冲/秒(pulses/s)，信息传输速率的单位为比特/秒(bit/s )，所以，脉冲重复速率/信息传输速率的单位为脉冲/比特(pulse/bit)。从这个表达式中可以看出，当脉冲占空比小，或每比特时间里发射的脉冲数多，都可以使系