1、 PDF外文：http:/ 翻译 资料 翻译资料名称 (外文 ) A Power-Efficient CMOS UWB Signal-Generation Module 翻译资料名称 (中文 ) 一个高效率的 CMOS 超宽带信号产生模块 电子信息工程 院（系） 电子信息工程 专业 &nb
2、sp;学 号 B06093011 学生姓名 指导教师 &n
3、bsp; 起讫日期 2009. 2. 23 2009. 6. 4 设计地点
4、; 中文译文 一个高效 率 的 CMOS 超宽带信号产生模块 摘要 这篇论文提出了一个新的载波 超宽带发射机结构，同时给出了 它的 CMOS 实现 结 构。这新的发射机拓扑结构采用一个 两级 开关。它增强了 射频 功率效率，降低了直流功率的损耗和电路的复杂性。 发射机 使用 0.18m CMOS 工艺 实现 ，超宽带信号生成模块包括一个超宽带 SPST 开关和一个可调脉冲发生器。测量结果表明，产生 10dB 可变 的超宽带信号，其 信号 带宽从 0.5GHz 变化 到 4GH
5、z，并且调谐 中心频率覆盖了整个超宽带频率，即从3.1GHz 到 10.6GHz。 CMOS 模块 直流 功耗小于 2mW。 本文中 提 出 的载波超宽带发射机和论证的模块 提供了一个对超宽带信号产生有吸引力的方法 ，同时他们可以 应用 于 超宽带通信和雷达。 1、 引言 超宽带技术获得重大的利益，尤其是在 1998 年的 FCC 的调查公告和在 2002 年在3.1-10.6GHz 频段中无牌使 用超宽带设备的调查与整治。超宽带技术是有前途的技术，它的能力包括准确的定位和高效短距离点对点网络以及高分辨率遥感。 载波超宽带信号已广泛应用于各种雷达和通信系统中
6、。 通过天线 它们 拥有更加方便的频谱管理和减少失真 的优势 。在典型的超宽带发射机中，生成载波的超宽带电压信号必须被发射到一个宽带功率放大器， 从而获得 达到所需的功率水平。这个方法有两个重要的缺点：第一，超宽带功率放大器的设计挑战；第二，在低脉冲重复频率中的低功率 效率 。 在本文中，提出了一 种新 的载波超宽带发射机结构。它不仅仅提高了功率效率，而且减少电路的复杂 性。 同时文章论证 了 新的 CMOS 发射机模块性能 可操作性和 性能 ， 频率 覆盖了整个 3.1GHz 到 10.6GHz 的超宽带频带和可变带宽 500MHz 到 4GHz。 该 CMOS 芯片采用标准的低
7、沉本 TSMC 0.18m CMOS 工艺 设计和 实现 。它 的直流电流 小于 1mA。 2、 载波超宽带发射机结构 图 1 为 最新提出的载波超宽带发射机 的框图 ，包含一个压控 振荡 器 （ VCO）、 一个缓冲区 、 一个 SPST 开关和两个脉冲发生器。 在这个方案种， 电源开关是被用来 实现 信号的乘法 ，代替典型的超宽带发射机结构中的信号混和模块 。 在文中提出的发射机中，采用两个 可以产生宽和窄脉冲的发生器和两个开关实现的双级开关方案来弥补缓冲中开关速度的限制。通过打开和关闭缓冲 不仅仅 可以 节省 功耗， 而且 可以减轻 第二 级开关的 隔离要求。 &
8、nbsp; 图 1 采用的载波超宽带发射机拓扑图 3、 CMOS 超宽带 SPST 开关 图 2（ a）给出了 CMOS SPST 开关的 原理图 。 采用 一 个串联 和二个 并联的 MOSFETs的结构来平衡 插入损耗和隔离 度 。 偏 置 电阻 的使用 代替 RF 扼流圈从而使得芯片面积最小化 。为了 获得 超 宽带 的带宽，在 SPST 开关的输入输出端口，相邻晶体管之间的在片电感和晶体管电容构成等价的传输线。 典型的 SPST 开关结构使用 大栅极 偏 置 电阻， 这会 使得开关速度 减慢。 文中采用 的 SPST 开关， 通过减小 偏 置 电阻 而获得 快速
9、 亚 纳秒 级 开关 速度 ，同时通过优化电路的其他元件，获得好的插入损耗和隔离度性能。该 SPST 开关利用探针台完成了在芯片测试，通过自动网络分析仪记录了相关数据。 当输入信号功率为 10-dBm时，测试结果如图 2（ b）所示。测试结果表明，在整个超宽带带宽 3.1-10.6GHz 之间，该SPST 开关插入损耗小于 2dB，回波损耗大于 15dB，隔离度大于 40dB。 图 2 （ a） CMOS SPST 开关原理图；（ b） s-参数 测试结果 4、 可变脉冲发生器 脉冲发生器产生一个脉冲信号来控制 SPST 开关 。该脉冲发生器 是持续可调节 的 ， 从而获得不同带宽的 超宽带信号。脉冲发生器实现以数字逻辑为基础的。 这种脉冲发生器的实现非常适用于文中采用的发射机，因为它能提供满电压摆幅，以满足 SPST 开关工作的要求。
