0.18μm CMOS無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)低噪聲放大器設(shè)計(jì)的開題報(bào)告

0.18μmCMOS無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)低噪聲放大器設(shè)計(jì)的開題報(bào)告一、項(xiàng)目背景隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）成為了一種重要的技術(shù)手段。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量嵌入式設(shè)備節(jié)點(diǎn)組成的，這些節(jié)點(diǎn)間通過(guò)無(wú)線通信協(xié)作完成任務(wù)。這些嵌入式設(shè)備節(jié)點(diǎn)具備能力測(cè)量、感知環(huán)境數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)匯總傳回處理中心。其中噪聲放大器是WSN中一個(gè)至關(guān)重要的模塊。噪聲放大器的電路設(shè)計(jì)直接決定了整個(gè)WSN的性能，并且具有非常大的潛力值得開發(fā)。本課題旨在設(shè)計(jì)高性能超低噪聲CMOS射頻低噪聲放大器，以滿足無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗、高靈敏度的特點(diǎn)。二、項(xiàng)目目標(biāo)（1）設(shè)計(jì)具有高增益、低噪聲、低功耗和寬帶寬的CMOS低噪聲放大器；（2）通過(guò)選取合適的工藝和器件，實(shí)現(xiàn)電路的設(shè)計(jì)和優(yōu)化；（3）將電路實(shí)現(xiàn)在TSMC0.18μm工藝下，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證；（4）通過(guò)測(cè)試與分析，對(duì)電路的性能做出評(píng)價(jià)，以指導(dǎo)電路的后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。三、設(shè)計(jì)思路為了滿足WSN應(yīng)用需求，本課題選擇CMOS技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)低噪聲放大器。在電路設(shè)計(jì)中，經(jīng)過(guò)分析后設(shè)計(jì)出了一個(gè)簡(jiǎn)單的反饋放大電路，在這個(gè)電路中，取空載增益大約為20dB，實(shí)現(xiàn)頻帶為5MHz到500MHz，整個(gè)電路的噪聲系數(shù)為1.5dB。此外，由于電路的應(yīng)用環(huán)境需要，設(shè)計(jì)需要在低功耗的前提下實(shí)現(xiàn)高增益和低噪聲的目標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)低功耗的目標(biāo)，本課題通過(guò)選擇合適的MOS管和電容來(lái)設(shè)計(jì)電路。由于電路過(guò)渡頻率的限制，采用這些方法可以減少功耗，同時(shí)保證了電路的性能。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容本課題涉及的主要內(nèi)容包括：（1）對(duì)電路特性進(jìn)行分析和建模，根據(jù)設(shè)計(jì)要求做出方案選擇；（2）通過(guò)仿真工具驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性，優(yōu)化電路參數(shù)，實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)；（3）在TSMC0.18μmCMOS工藝下，布局和成功制造實(shí)驗(yàn)樣品；（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，測(cè)試樣品的性能，并對(duì)電路的性能進(jìn)行分析和評(píng)估，并指導(dǎo)電路的后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。五、項(xiàng)目意義本課題設(shè)計(jì)的低噪聲放大器，具有以下幾方面的意義：（1）在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，高性能低噪聲放大器可以提供高精度的測(cè)量數(shù)據(jù)，提高了整個(gè)WSN的性能。（2）通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)低功耗的目標(biāo)，可以延長(zhǎng)WSN節(jié)點(diǎn)的使用壽命，降低電池更換的頻率。（3）本課題設(shè)計(jì)的低噪聲放大器的優(yōu)化方法，具有很好的普適性，在其他電路設(shè)計(jì)中也具有參考價(jià)值。六、預(yù)期成果本課題預(yù)期完成的成果包括：（1）設(shè)計(jì)具有高增益、低噪聲、低功耗和寬帶寬的CMOS低噪聲放大器原理圖；（2）通過(guò)仿真工具驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性，評(píng)估電路參數(shù)，并完成電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)；（3）在TSMC0.18μmCMOS工藝下，實(shí)現(xiàn)電路的布局和樣品制造；