电波钟表专用接收系统的设计

论文摘要

电波钟表，也称为无线控制计时钟表（英文名称为：RADIO CONTROLLEDTIMEPIECES）。电波钟表的技术原理为：首先，由标准授时中心将标准时间信号进行编码，如为商业码则进行加密，然后利用低频（40KHz~120KHz）载波方式将信号以无线电长波发播出去。电波钟表通过内置的微型无线电接收系统接收该低频时码信号，再由专用集成芯片进行时码信号解调，最后由计时装置内设的控制机构自动调节钟表的走时。通过这样一个技术过程，使得所有接收该标准时间信号的钟表或其他计时装置都与标准时间授时中心的标准时间同步，从而全部电波钟表显示严格一致的时间。文中简单介绍了电波钟表技术的历史、发展及现状等，并对电波钟表接收系统的原理和各种特性进行了详细的介绍，主要包括数字及模拟部分。在此基础上介绍了模拟部分中的前置放大器、调谐放大器、自动增益控制电路、检波电路、峰值检测电路、比较器、偏置电路的具体设计过程及设计结果。本文设计的电波钟表接收系统的主要功能是接收授时中心发射的实时授时信号，经过内部电路对授时信号进行解调，从载波中提取时间信号，送到微控制器进行变换处理。该电路具有低功耗、信号接收灵敏度高、宽频带、宽电源电压等特点。设计采用0.35um BiCMOS工艺进行流片加工，版图设计是使用Cadence环境下的Virtuoso工具，完全按照0.35um BiCMOS规则设计完成。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外发展现状
• 1.3 电波钟表原理
• 1.3.1 电波钟表的工作原理
• 1.3.2 电波钟表技术系统的授时信号发射原理
• 1.3.3 电波钟表技术系统的授时信号接收原理
• 1.4 设计任务和设计方法
• 1.5 论文安排
• 第2章 RCT 接收系统的结构和原理分析
• 2.1 RCT 接收系统的电路结构
• 2.1.1 电波钟表接收系统的工作原理
• 2.1.2 RCT 接收系统的结构框图
• 2.1.3 RCT 接收系统的具体定义
• 2.2 RCT 接收系统内部模拟电路系统分析
• 2.2.1 RCT 接收信号的简单分析
• 2.2.2 放大器的设计原理
• 2.2.3 选频放大电路的设计原理
• 2.2.4 检波电路原理分析
• 2.2.5 偏置电路原理分析
• 2.2.6 ACG 电路原理分析
• 2.3 RCT 接收系统内部数字电路系统分析
• 2.3.1 分频器的设计
• 2.3.2 同步时钟电路的设计
• 2.3.3 比较及赋值单元的设计
• 2.3.4 存储寄存器的设计
• 2.3.5 译码器的设计
• 2.4 本章小结
• 第3章 RCT 专用接收系统的设计
• 3.1 接收系统数字部分的设计
• 3.2 接收系统中模拟部分的设计
• 3.2.1 模拟部分的总体说明
• 3.2.2 信号源的设计
• 3.2.3 偏置电路的设计
• 3.2.4 前置放大器的设计
• 3.2.5 调谐放大器的设计
• 3.2.6 检波电路的设计
• 3.2.7 峰值检测电路的设计及仿真
• 3.2.8 比较器的设计及仿真
• 3.2.9 自动增益控制（AGC）的设计及仿真
• 3.3 RCT 接收系统的设计难点及解决方案
• 3.3.1 自动增益环路的调整
• 3.3.2 脉宽调整
• 3.4 电路整体仿真与验证
• 3.4.1 不同频率的输入信号
• 3.4.2 不同的 model corner
• 3.4.3 不同的电源电压
• 3.4.4 不同的仿真温度
• 3.5 版图设计与验证
• 3.6 RCT 接收系统的测试结果
• 3.6.1 测试电路
• 3.6.2 测试结果
• 3.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历