瓷tun1. 项目概述：2.88Gb/s数字跳频UWB收发器设计
在短距离无线通信领域，超宽带(UWB)技术因其极高的数据传输速率和优异的抗多径干扰能力而备受关注。传统UWB收发器多采用模拟跳频方案，需要为每个频段配置独立的本振(LO)电路，导致系统复杂度高、功耗大。NEC研发团队在ISSCC 2009上提出的这款数字跳频UWB收发器，通过创新的频率跳变多相滤波器(FH-PPF)架构，仅用单个本振频率就实现了2.88Gb/s的传输速率，同时兼容现有的480Mb/s标准。
这个设计的核心突破在于三点：首先，采用数字控制的FH-PPF替代传统的多LO方案，将频带切换时间缩短至5ns以内；其次，通过优化基带设计将带宽扩展至800MHz，是传统方案的3倍；最后，创新的高pass反馈VGA结构有效补偿了高频增益衰减。实测结果显示，该收发器在90nm CMOS工艺下，接收功耗仅156mW，EVM指标优于-26dB，芯片面积1.8mm²，各项性能指标均达到当时业界领先水平。
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2. 系统架构与工作原理
2.1 整体架构设计
图18.7.1展示了收发器的整体架构。与传统多LO方案不同，该系统采用单一LO频率(7128MHz)覆盖整个频段组。射频信号经过混频器下变频后，进入带宽约800MHz的模拟基带(A-BB)处理模块。A-BB模块包含三个关键子系统：被动式椭圆滤波器(LPF)、高pass反馈VGA以及核心的FH-PPF。
这种架构的优势显而易见：单LO设计消除了传统SSB混频器架构中因频率倍增产生的杂散分量；宽基带设计使得LPF的截止频率可以大幅提高，从而允许使用片上无源元件；通过时分复用技术，同一LPF可同时服务于收发通道，显著减小了芯片面积。
2.2 频率跳变多相滤波器(FH-PPF)
FH-PPF是这项设计的灵魂所在(图18.7.2)。它采用三级结构的多相滤波器核心，配合三组开关(S1-S3)实现灵活的频带选择：
- S1开关组：通过负频率(-f pass)
- S2开关组：通过正频率(+f pass)
- S3开关组：全通模式(allpass)
在480Mb/s及以下速率的跳频模式中，通过选择S1-S3开关可以分别处理不同频段的信号。特别巧妙的是，FH-PPF可以选择A或C频段(互为镜像频段)，这使得ADC可以采用1056MS/s的欠