7、生物医学设备解调架构验证与数据处理策略

生物医学设备解调架构验证与数据处理策略

1. 解调器架构验证

在OQPSK拓扑的MATLAB仿真中，改进的硬限幅科斯塔斯环能够有效地进行载波重建和同步数据检测。在这个仿真里，两个数据流的总数据传输速率最高可达8 Mbps，载波频率为13.56 MHz。

解调器采用纯模拟电路设计，以实现高速和低功耗。具体操作步骤如下：
- 采用输入比较器将输入的OQPSK调制信号转换为方波。
- 在每个分支中使用异或相位检测器。

为了获得更好的抗噪性和更高的电源抑制比（PSRR），实际结构采用全差分设计。大部分构建模块与BPSK解调器相似，只是减法器通过运算放大器和电阻网络轻松实现。

该解调器在台积电0.18 - mm CMOS工艺中实现，并使用Spectre进行仿真。在13.56 MHz载波下，数据速率最高可达4 Mbps，总功耗为0.75 mW。以下是该QPSK解调器与其他解调器的性能对比表格：
| 类型 | CMOS工艺(mm) | 载波(MHz) | 最大数据速率(Mbps) | 功耗(mW) |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| FDSFSK | 3 | 2 ~ 20 | 2.5 (S*) | 0.55 at 100 kbps |
| RDFSK | 1.5 | 2 ~ 20 | 4 (S) 1.5 (M) | 0.45 at 200 kbps |
| DFSK | 1.5 | 5/10, 50.5 | 4 (S) 2.5 (M) | 0.38 Mbps |
| BPSK | 0.18 | 13.56 | 1.12 (S) | 0.414 at