[发明专利]低功耗数字智能USBL接收机

说明书

本发明公开了低功耗数字智能USBL接收机，属于海洋测绘技术领域，包括依次串联的射频放大器、包络检波器和比较器。本发明采用GF 55nmCMOS工艺实现700‑960MHz唤醒接收机的设计，唤醒接收机整体应用射频调谐的架构，主要包括射频放大器、包络检波器和比较器三个部分，为了提高唤醒接收机的动态范围，射频放大器部分采用多级放大器级联并引入开关的方法实现；包络检波器采用共源结构，使MOS管工作于亚阈值区，芯片不采用任何外部元器件，降低成本的同时也提高了集成度；同时，包络检波器也改用无源结构，一方面可以降低功耗，另一方面也能改善噪声从而提高系统的灵敏度。

技术领域

本发明涉及海洋测绘技术领域，更具体地说，涉及低功耗数字智能USBL接收机。

背景技术

无线传感网络是接收机采用的一种重要的通信技术，将大量静止或移动的传感器节点 组成一个网络，利用无线信号进行信息传递，由于传感器节点数量巨大，功耗和成本就成 为了接收机设计的重中之重，超短基线接收机不需要节点时时刻刻都处于工作状态，只要 在进行信息传递的时候让节点工作即可，通常传感器节点接收机的功耗较高，常见的低功 耗设计技术：

1、亚阈(yu)值技术：降低栅极偏置电压让MOS管工作在弱反型区，在亚阈(yu) 值区工作的MOS管的电流/电压转移性不再是平方特性，而变为指数关系，此时MOS管的 Ip/gm比饱和工作区的MOS管大，从而可以获得较高的增益功耗比，因此能够降低电路的 功耗；

2、正向衬底偏置技术：在互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺允许的情况下，正向衬底偏置技术是实现低电压低功耗电路的一种较好的方法，对于N型金属-氧化物-半导体(NMOS晶体管)，阈值电压Vth和源-衬端电压Vsb存在如下关系式：其中，是当为0时 的阈值电压，是体效应参数，是半导体参数，典型值为0.3V--0.4V，为了降低MOS器件 的阈值电压Vth，在MOS管的衬底加正向偏置电压(Vsb0)，从而降低供电的电源电压；

3、电流复用技术：电流复用技术是一种常用的低功耗设计方法，它将叠加在一起的 MOS管共用偏置电流，通过节约电流从而降低电路的损耗；

4、折叠电路结构：射频电路功耗之所以高的一个原因是电路中堆叠的管子数量较多， 为了让每个管子正常工作，并保留一定的电压裕度，不得不需要一个较高的VDD，在低功 耗设计中，可以采用折叠电路结构来降低VDD，从而达到降低功耗的效果；

仅选择其中的一种低功耗技术或结构还是难以实现超低功耗射频前端电路，将现有的 低功耗技术结合拓扑结构一起来克服和补偿彼此技术的缺点并提高系统的性能成为此发 明研究的重点。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供低功耗数字智能USBL接收机， 本发明具有功耗低，能够自动唤醒，减少持续工作电路损耗的优点，解决了功耗高，电路 损耗的问题。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

低功耗数字智能USBL接收机，包括依次串联的射频放大器、包络检波器和比较器，其特征在于，所述射频放大器由依次串联的前置放大器、带通滤波器、第一级放大器、数 控衰减器、第二级放大器、高通滤波器、低通滤波器和第三级放大器组成，所述前置放大 器、第一级放大器、第二级放大器和第三级放大器内均设置有低噪声放大电路；