本文關(guān)鍵詞：WSN射頻收發(fā)芯片中低電壓AFC和SPI模塊設(shè)計(jì)　出處：《東南大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network,WSN)是一種由大量微型傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò),可以應(yīng)用于智能家居、環(huán)境檢測(cè)、醫(yī)療護(hù)理和軍事安全等領(lǐng)域。隨著無(wú)線傳感網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,射頻收發(fā)芯片對(duì)頻率綜合器的穩(wěn)定性和功耗提出了更高的要求,低電壓自動(dòng)頻率校準(zhǔn)模塊(Automatic Frequency Calibration,AFC)和串行外圍設(shè)備接口模塊(SerialPeripheral Interface,SPI)作為頻率綜合器中的關(guān)鍵模塊,對(duì)它們的研究具有重要意義。本文闡述了 PLL頻率綜合器的原理,并針對(duì)IEEE 802.15.4協(xié)議確定了 AFC模塊和SPI模塊的指標(biāo)。AFC模塊采用基于計(jì)數(shù)器的開(kāi)環(huán)式結(jié)構(gòu),工作過(guò)程中關(guān)閉PS計(jì)數(shù)器,減少PS計(jì)數(shù)器引入的誤差,同時(shí)采用快速AFC算法實(shí)現(xiàn)環(huán)路的快速鎖定;SPI模塊工作在從機(jī)模式下,通過(guò)單片機(jī)的控制可以對(duì)外部寄存器進(jìn)行寫(xiě)讀。AFC模塊和SPI模塊均采用半定制數(shù)字電路設(shè)計(jì)方式,本文給出了詳細(xì)的電路設(shè)計(jì)過(guò)程,包括RTL代碼編寫(xiě)和功能仿真結(jié)果、邏輯綜合和綜合后時(shí)序驗(yàn)證結(jié)果、版圖設(shè)計(jì)和后仿真結(jié)果,并采用臺(tái)積電0.18μm RF CMOS工藝進(jìn)行流片。芯片測(cè)試結(jié)果表明,AFC環(huán)路實(shí)現(xiàn)鎖定,且結(jié)果準(zhǔn)確,在1.0V的電源電壓下,AFC的鎖定頻率范圍為4.8～5.0GHz,整個(gè)環(huán)路最長(zhǎng)鎖定時(shí)間為16.6μs,鎖定后最大頻率偏差為64MHz,工作電流為180.8μA;SPI模塊在1.0V的低電壓下,讀寫(xiě)功能準(zhǔn)確,一共可對(duì)16個(gè)外部寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)操作,2個(gè)外部寄存器進(jìn)行只讀操作,每個(gè)寄存器都有16位,SPI模塊的工作電流為300.5μA。本文設(shè)計(jì)的低電壓AFC模塊和SPI模塊滿足WSN射頻收發(fā)芯片的要求,并已應(yīng)用于WSN射頻收發(fā)芯片中。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN929.5

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本文編號(hào)：1308146