音频信号的红外调频发射机设计

摘要

随着短距离无线通信技术的发展，无线耳机逐渐进入人们的日常生活中。传统的红外无线耳机收发电路多采用分立元件设计，体积较大且功能单一，而随着集成电路技术的不断进步，使红外收发机集成到芯片内部成为可能。本文致力于设计一款集成的音频信号红外调频发射机，应用于红外耳机的发射端。
　　该红外调频发射机由四个模块构成，分别为压控振荡器、线性稳压器、信号触发电路和基准电路。压控振荡器可以将输入信号的电压变化转换为输出频率的变化，实现频率调制，本文的设计采用张弛振荡器结构，它的振荡频率与输入信号的电压值和调整电阻的阻值有关，将调整电阻置于芯片外部，通过微调电阻值来调整振荡器的中心频率。线性稳压器主要为压控振荡器提供不随电源电压和温度变化的稳定供电电压，提升压控振荡器的稳定性。此外，该系统增加了信号触发功能，信号触发电路通过对输入信号进行检测和判断，当没有信号输入时产生使能信号关断压控振荡器，达到降低功耗的目的。
　　本文首先对音频信号的红外调频发射机的基本结构和工作原理进行了分析，然后对系统各个模块的设计进行了详细的研究和探讨，提出了适合本文设计要求的电路结构，进行了具体电路的设计和仿真，给出了仿真结果，最后完成了版图设计。本文基于globalfoundries0.35μm CMOS工艺设计，电源电压范围为2.8~3V，输出的调频信号中心频率分别为2.3MHz和2.8MHz，调频灵敏度为390KHz/V。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 短距离无线通信的技术分类与对比

1.3红外无线收发器的研究现状和发展趋势

1.4本文的主要内容

第2章 音频信号的红外调频发射机设计

2.1音频信号的红外收发系统简介

2.2 音频信号的红外调频发射机设计概述

第3章 红外调频发射机的子模块设计

3.1 基准电路设计

3.1.1 基准电流源

3.1.2 带隙基准电压源

3.2 线性稳压器设计

3.2.1 线性稳压器简介

3.2.2 功率管的设计

3.2.3 误差放大器的设计

3.2.4 反馈电阻网络设计

3.2.5 频率补偿

3.2.6 电源抑制比提升

3.2.7 过热保护电路设计

3.2.8 线性稳压器整体电路及仿真

3.3 压控振荡器设计

3.3.1 压控振荡器简介

3.3.2 压控振荡器总体设计

3.3.3 比较器的设计

3.3.4 数字逻辑电路设计

3.3.5 起振电路的设计

3.3.6 门电路设计

3.3.7 压控振荡器的仿真

3.4 信号触发电路设计

3.4.1 低通滤波器设计

3.4.2 信号鉴幅电路设计

3.5 整体电路及仿真

第4章 版图设计

4.1 版图的匹配

4.2可靠性设计

4.2.1 防止闩锁效应

4.2.2 避免天线效应

4.3 版图的设计与实现

第5章 总结和展望

致谢

参考文献