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伴随着半导体工业和深亚微米技术的进步,无线通信系统广泛应用于各个行业。与人们生活息息相关的汽车产业一直在寻求无线通信系统的高性能突破。例如轮胎气压监测系统就是象征汽车驾驶的质量和安全性能的重要设备。作为轮胎气压监测系统通信前端的唤醒芯片,要求能够在恶劣的环境中,消除噪声干扰,正确识别信号,唤醒整个通信系统的正常工作。本课题就是在此背景下,设计了一款适用于TPMS的低功耗唤醒芯片。 电路要求能够识别频率为125 kHz的正弦ASK调制信号,并且能够判断信号来源的正确性,同时还要求对输入信号的幅度有所控制,最后能输出一个唤醒信号,唤醒TPMS后续电路的正常工作。电路包含基准源,自动增益控制,前端检测电路,解调器和地址选择电路五个重要功能模块。针对低功耗的设计要求,电路采用了两种设计方法。一方面采用MOS管亚阈值区电路的低电流特性,在不影响电路性能的条件下,将模拟电路的大部分MOS管偏置在亚阈值区,从而降低电路的总电流;另一方面采用休眠-唤醒工作机制,在检测到正确的输入信号时,整体电路才开始工作,否则,电路一直处于休眠状态。另外,为了获得幅度稳定的信号,引入了自动增益控制电路。自动增益控制能够对输入信号的幅度进行控制,减小噪声和通信环境对输入信号的影响,保证后级电路获得功率稳定的输入信号。 基于CSMC0.5μm CMOS数模混合工艺,对整体电路进行仿真。仿真结果表明,在最大功耗(电源电压为3.3 V,温度为125℃)环境下,功耗为7.7μW;典型环境(电源电压为3.0 V,温度为27℃)环境下,功耗为5.1μW;最小功耗(电源电压为2.2 V,温度为-35℃)环境下,功耗为2.42μW。最小接收信号幅度分别为0.4 mV,0.3 mV,0.4 mV。