[发明专利]超宽带发射机系统

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体为一种超宽带发射机系统。

背景技术

超宽带短脉冲发射机系统是国际上实现无线传感器网络的主流发射机系统之一。目前超宽带短脉冲发射机的研究方向主要分为两个方面：一是如何最大化地实现能量效率；另一是如何最大程度地实现发射机的超低功耗。

目前一般来说，主要有两种方式产生超宽带短脉冲。一种方式是常规的脉冲调制方式，其所发射的短脉冲是通过输入信号的有无来控制的，常见的脉冲调试方式为On-Off Key(OOK)调制。

另一种比较普遍的方式就是使得发射机开关切换工作，即让整个发射机的电源电压在一段时间内打开，而在另一段时间内关闭，并重复性地进行开关切换循环，这种方式能够有效实现超宽带发射机系统的高能量发射效率。

这种使发射机开关切换工作的方式能够在一定程度上提高超宽带发射机系统发射机的能量利用效率，但是由于整个发射机的电源电压不停地开关，而在开关切换的过程中由于需要给各种电容(包括电路工作电容和寄生电容等)充放电操作，因此不仅浪费了不必要的能量消耗，而且也降低了发射机的工作速度。因此如何实现一种高能量效率的发射机系统架构，是实现无线传感器网络发射机实现低功耗需要重点解决的问题。

综上所述，可知先前技术的超宽带发射机系统由于采用开关切换工作存在能量浪费及工作速率降低的问题，因此，实有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

发明内容

为克服上述现有技术超宽带发射机系统存在的能量浪费及工作速率降低的问题，本发明的主要目的在于提供一种超宽带发射机系统，其充分利用超宽带的超短脉冲特性，使超宽带发射机系统功耗较大的发射模块周期间歇性地在极短的时间内工作而在其他时间内关闭，极大地节省了发射机的功耗。

为达上述及其它目的，本发明一种超宽带发射机系统，至少包括：

基带脉冲产生电路，用于接收基带数据并产生具有小占空比的超短脉冲；

片内电源电压开关驱动电路，接收该超短脉冲，根据该超短脉冲控制高频振荡器与输出级驱动放大电路在一个周期内间歇性地工作；

高频振荡器，在该片内电源电压开关驱动电路控制下产生满足超宽带系统频谱要求的高频振荡信号；以及

输出级驱动放大电路，接收该高频振荡器输出的该高频振荡信号，以在该片内电源电压开关驱动电路的控制下放大高频振荡信号并驱动片外发射天线的阻抗。

进一步地，该片内电源电压开关驱动电路至少包括第一电流驱动、第二电流驱动及片内电源电压开关，其中，该第一电流驱动与该第二电流驱动输入端连接于该基带脉冲产生电路的输出端，输出端分别连接于该高频振荡器与该输出级驱动放大电路，用于分别为该高频振荡器与该输出级驱动放大电路提供片内电源电压，该片内电源电压开关连接于该第一电流驱动输出端与该高频振荡器，以与该片内电源电压开关打开时，控制将该片内电源电压驱动电路产生的极窄脉冲瞬间加载于该高频振荡器，使该高频振荡器的p、n两路造成瞬间不平衡，

进一步地，该极窄脉冲持续时间短于该超短脉冲。

进一步地，该高频振荡器为电感电容谐振回路振荡器。

进一步地，该基带脉冲产生电路加入两个脉冲持续时间控制位以控制该超短脉冲的持续时间。

进一步地，于该高频振荡器加入4个中心频率控制位以提高数据率。

进一步地，于该高频振荡器加入3个振荡幅度控制位控制发射信号的幅度。

与现有技术相比，本发明一种超宽带发射机系统通过片内电源电压驱动电路控制高频振荡器和输出级驱动放大电路周期内间歇性地在极短的时间内工作而其它时间关闭，极大地节省了发射机的功耗，避免了现有技术中由于整个发射机的电源电压不停地开关、在开关切换的过程中需要给各种电容充放电操作所浪费了不必要的能量消耗，有效地提高了发射机的工作速度，同时，本发明通过引入脉冲持续时间控制位、中心频率控制位以及振荡幅度控制位，极大地增加了本发明超宽带发射机系统的自由度，能确保本发明超宽带发射机系统发射的信号满足超宽带通信协议和无线传感器网络通信协议的要求。

附图说明

图1为本发明一种超宽带发射机系统的架构示意图；

图2为图1中片内电源电压驱动电路的电路示意图；

图3为本发明中高斯脉冲的时域与频域波形示意图。

具体实施方式