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超宽带(Ultra Wide Band,UWB)通信系统是一种占用很高带宽的新型短距离通信系统。其中一种方案是脉冲无线电超宽带(Impulse radio Ultra Wide Band,IR-UWB)通信系统,采用具有几个GHz瞬时工作带宽的无载波极窄时域脉冲作为信息传输载体。本文采用0.18微米中芯国际CMOS工艺上设计了用于此系统的以下几个电路模块:1.设计了一个用于超宽带系统零中频接收机的VGA。传统VGA中通过调节主放大管和栅漏短接的负载管的电流来实现增益的变化,但这种电路结构在较低增益模式时的线性度不理想,无法满足本系统要求。本文设计了一种新型VGA电路结构,通过负反馈来控制放大管漏极电压来调节增益,在增益为0dB到45dB的范围内,VGA输出经过源随Buffer后的1dB压缩点输出功率均可以达到OdBm,满足接收机应用要求。2.本文中的带隙基准及相关电路是为超宽带通信系统芯片提供电压基准、电流基准以及各电流源。文中带隙基准及相关电路需要在较宽的电源电压范围(2.2V-3.5V)内,提供精确的电压基准和电流源。同时需消耗尽量少的芯片管脚(pads)。本文中的带隙基准电路,使用了曲率补偿、各类电流镜,并尝试了一种新的修剪方法。3.设计了一款单芯片集成极窄微弱脉冲检测系统,该芯片包括输入匹配、放大器、比较器、脉冲展宽器、驱动。为提高检测系统灵敏度,文章采用了多级放大器级联以及有源电感。测试表明该芯片可以检测1nS脉宽10mV的脉冲,输出数字信号,应用于OOK系统接收机,接收超过40M数据率的清晰视频。4.设计了一个应用于超宽带系统、工作在3-5GHz频段、采用线性相位滤波器模型的差分功率放大器。为了获得足够的线性度和效率,本功放工作在AB类区,输入1dB压缩点为-0.5dBm,输出1dB压缩点功率为8.5dBm。在3-5G赫兹内,实现了9.11±0.39dB的平坦增益,群延时波动在±8p秒。Sigma-Delta ADC属于现代控制论在电路领域的应用,理论成熟于20世纪80~90年代。随着标准CMOS工艺的不断进步,Sigma-Delta ADC在高分辨率、非高速(1M赫兹以内)领域已经基本取代传统ADC。本文采用了4阶前馈型结构,应用0.18微米中芯国际CMOS工艺,设计一个应用于音频Sigma-Delta调制器,仿真表明当输入9.4K信号时,过采样率为128时,其信噪比最高可达99dB,功耗约为1mW。