种利用空间上分布的传感器件自动检测诸如温度声音震动气压位移或者污染物等物理或环境变量的无线网络。它可以应用到环境和生态控制医疗家庭自动化交通控制等民用场合，被认为是对世纪产生巨大影响力的技术之。论文首先对几种常规的功率放大器的设计方法进行了讨论，经过比较后，为了满足高效率的目的，本文给出了种基于工艺，应用于的功率放大器的设计。该功率放大器工作频率范围为，采用全差分并且工作于开关状态的类功率放大器电路结构，使用功率控制技术以节省功耗，当输入信号功率为时，输出功率在至范围内可调。在仿真环境下的前仿真结果表明，在电源电压下，最大输出功率为，在最大输出功率时的功率附加效率为。所设计的功率放大器电路在输出功率和功率调节范围上均满足系统的要求，并且有着较高的效率，可以延长电池的工作时间，为传感器节点的实际应用打下了基础。而且，电路利用相对经济的工艺制造，方面极大降低了芯片成本，此外该电路还可以和收发机的其它电路模块集成在同块芯片上，提供了进步减小芯片成本和面积的可能。关键词，类功率放大器，无线传感网络，摘要第章绪论研究背景研究内容及设计指标研究内容设计指标论文组织第章功率放大器设计基础功率放大器的分类类功率放大器类功率放大器类功率放大器类功率放大器类功率放大器类功率放大器类功率放大器共轭匹配和负载线匹配类放大器原理分析类功率放大器功率损耗分析晶体管损耗负载网络的损耗高次谐波损耗功率放大器设计要点第章应用于的类功率放大器设计电路结构设计总体结构设计驱动放大级和输出放大级的设计负载网络设计数字功率控制的实现偏置电路的设计功率放大器的前仿真功率放大器输入输出匹配仿真功率放大器稳定性仿真工艺角下的增益和功率附加效率仿真工艺角下的增益和功率附加效率仿真工艺角下的增益和功率附加效率仿真第章结论和展望总结展望参考文献致谢第章绪论第章绪论研究背景无线传感网络是种利用空间上分布的传感器件自动检测诸如温度声音震动气压位移或者污染物等物理或环境变量的无线网络。它在物理世界和数字世界中起到个桥梁的作用。的起源来自于军方的应用，无线传感器网络的构想最初是由美国军方提出的，美国国防部高级研究所计划署于年开始资助卡耐基梅隆大学进行分布式传感器网络的研究，这被看成是无线传感器网络的雏形。在这些项目取得进展的同时，其应用也从军用转向民用。如今，越来越多的应用到环境和生态控制医疗家庭自动化交通控制等民用场合，被认为是对世纪产生巨大影响力的技术之，在不远将来会改变我们的生活。无线传感器网络的相关性很强，在特定应用背景下，以定网络模型规划出的传感器节点的集合，图便是个无线传感器网络模型。除了网络节点外，网络中还包含个或数个基站，基站可以是移动的也可以是固定的。网络节点时刻都在监测着网络所处的应用环境，当事件发生的时候，该事件周围的节点可以监测到并产生相关的数据，然后通过无线链路发送给基站。基站处理接收到的数据，并通过高质量的链路来发送给外网进行进步处理。图无线传感网络构架东南大学毕业论文在理论上，无线传感网路具有高密度的传感器网络节点，如图所示，两两之间般相距小于米。个典型的分布是具有些相邻的节点位于通信半径内。每个传感器节点具有如下几个功能感知环境中的物理参数处理数据通过无线链路把信息传送到相邻节点。图节点示意图有如下些特性传感器网络节点数量大大空间分布的观察需要大范围的分布传感器网络节点，特别是考虑到的传感器节点容易失效的问题。因此通常包括几百个甚至上千个传感器节点以保证大的覆盖范围和足够的冗余，这和传统的无线网络相比高出了很多。严格的功耗要求功率是中最需要严格控制的资源。因为没有供电设备，传感器节点需要能够的工作数月甚至数年。而这期间电池通常是其唯的电源，以支持感应信号处理和通信等模块。更严重的是，由于的大范围分布和可能的恶劣环境，使得电源的更换工作变得十分困难的。这不像手机等手持设备那些可以用人力进行充电和维护。因此，必须具有高的功率效率。在设计中，高效率的要求贯穿整个系统设计，特别是无线收发机设计，因为它和其他模块相比，消耗最多的功率。数据汇集命名方案的主要任务是收集环境中的数据，供数据中心处理。通常用户对于各个传感器节点的是没有兴趣的，而且也很难在全球范围内对每个传感器节点设置的，因为其数量实在过于庞大。这和因特网有很大的不同。第章绪论高层信息传送用户通常只关心最高层的信息，而不需要知道数据是如何采集和处理的。所以的任务不是提供各个传感器节点的原始数据，而是提供分析过的高层信息，例如，个特定房间所有传感器节点采集到的平均温度。高冗余度在系统中，由于节点的经常失效，故需要高的冗余度以避免网络失效以及维持个好的侦测覆盖范围或者好的精度。不稳定的通信链路也需要个高的冗余度以达到定的健壮度。所以高冗余在中是个必须的要求。上面列出的的这些特性对网络提出了定的要求，例如功率效率适应性健壮度自组织可测性质量小等等。此外，系统研究上还存在以下些问题第，小体积，大空间分布的观察需要大范围的网络节点，因而传感器网络节点在体积上应该要最够小，集成度要尽量高，来保证对目标系统本身的特征不会造成影响。第二，成本要低，只有低成本才能够大量地部署于目标区域内，表现出传感器网络的优点。第三，功耗要低，无线传感器网络节点通常都运行在人们无法接近的恶劣环境中，其供电源较难更换，节电池要能够支持节点工作数月乃至数年，因此功耗是系统中最要严格控制的指标。第四，高性能，作为个数据采集传输节点，无线传感器网络节点的运行速度不但要尽量快，还要具有定的扩展性和灵活的接口。研究内容及设计指标研究内容本课题来源于江苏省科技成果转化专项资金项目低功耗传感网片上系统芯片及其目标产品产业化和无锡市科技局高新区联合支持的东南大学传感网技术研究中心建设项目中的无线传感网核心芯片研发课题。本次毕业设计的任务是采用工艺设计功率放大器。射频功率放大器是各种无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过系列的放大缓冲级中间放大级末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。毕业设计的核心工作是研究高效率功率放大器设计方法。要求功率放大器能够在的电源电压下正常工作，具有的功率增益，并且其效率要大于。东南大学毕业论文设计指标本文中的功率放大器的设计指标如表所示。表功率放大器设计指标技术指标指标要求工艺标准电源电压输入射频频率功率增益效率输出功率负载阻抗论文组织本论文分为四章阐述。在第章作简单的介绍，以为读者提供些最基本的背景。不同类型的功率放大器和功率放大器相关的内容以及类功率放大器的原理在第二章描述。第三章是本文的重点，设计了应用于的类功率放大器，并做了详细的讨论。最后章是结论和展望。第章功率放大器设计基础第章功率放大器设计基础射频功率放大器是发射机的关键模块，位于发射机的后端，用于放大射频信号，达到定的输出功率，然后送给天线发射。由于功率放大器会消耗很大的直流功率，因此效率是功率放大器设计时首先要考虑的重要指标，同时输出功率线性度增益输入输出匹配等也是功率放大器的关键指标。功率放大器的分类功率放大器位于发射机的末级，为天线提供足够的功率去发射信号。个典型的功率放大器结构框图参见图。输入信号首先经过驱动级的放大，然后送至输出级，在这里信号将获得足够高的能量。通常在该级需要并联很多晶体管，以达到输出高功率的目的。负载网络通常都是由无源元件，比如电容电感组成。负载网络有两个主要的作用，首先是滤波功能，可以滤除负载端不希望出现的谐波分量其次是起到阻抗匹配的作用，把输出阻抗匹配到负载阻抗，负载通常是个欧姆的天线。图功率放大器框图功率放大器性能的主要指标有输出功率线性度和效率。关于功率放大器的效率常见的有两种定义方法漏极效率和功率附加效率。的定义是射频输出功率与直流功率之比其中是输出功率，是消耗的直流功率。在实际中应用的不多，因为它没有考虑到进入到放大器的功率，故无法真实的反映个功率放大器的自身性能。功率附加效率是个更好的指标。的定义如式，是输出功率与输入功率的差值与直流功率之比其中是功率放大器的输入功率。由于考虑到放大器增益的因素，故可以更好的衡量东南大学毕业论文个功率放大器的性能。当功率增益下降的时候，为了达到定的输出功率则需要更多的放大器级联。而增加的放大器无疑要消耗定的功率，故总的功耗会上升，从而造成了整体效率的下降。功率放大器般可划分为两大类传统功率放大器和开关型功率放大器。类至类功率放大器属于传统型放大器，晶体管被用作个电流源，输出功率和输入功率成正比。类至类功率放大器可以划分为非线性类，晶体管常常起到个开关的作用。输入电压控制晶体管的导通与关断。开关型功率放大器通常用在恒包络信号的应用场合。类功率放大器图是个最简单的类功率放大器电路示意图。