摘 要：本文给出了一个基于自主知识产权芯片实现的超宽带窄脉冲发射电路及测试结果，通过超低功耗单片机MSP430F123控制超宽带脉冲发射机芯片，可实现高速率数据的无线发射，所采用的超宽带发射机芯片基于0.18mm CMOS工艺设计和实现，能够以0~800Mpps的脉冲重复频率产生宽度约为500ps的超宽带窄脉冲信号，经过脉冲整形电路后，信号的频谱在500MHz~1.5GHz之间，发射功率谱密度低于-41.3dBm/MHz。
关键词：超宽带;窄脉冲;射频标签;无线通信芯片
前言
超宽带(Ultra-wideband，UWB)是近年来备受关注的一种全新的无线通信技术，其利用极大
超宽带（Ultra-Wideband，UWB）技术是一种利用极宽的频带资源，通过发送极窄脉冲信号实现高速数据传输的无线通信技术。它以其低功耗、高时间分辨率和抗多径干扰能力而受到广泛关注。在本文中，作者提出了一种基于自主知识产权的超宽带窄脉冲发射芯片及其应用系统电路的实现方法。
核心是采用超低功耗的MSP430F123单片机控制超宽带脉冲发射机芯片TH-UWB02。MSP430F123是一款16位RISC架构的微控制器，具有高效能和低功耗的特点，适用于低电压环境。其内置的8KB Flash和256B RAM，以及各种外设接口，如16位计时器、GPIO和USART，使得它可以灵活地处理数据并控制发射芯片。
TH-UWB02芯片基于0.18mm CMOS工艺制造，能以0至800百万脉冲每秒（Mpps）的重复频率生成宽度约500皮秒（ps）的窄脉冲，这使得它能够支持高速数据传输。脉冲经过脉冲整形电路后，其频谱扩展到500MHz至1.5GHz，功率谱密度保持在-41.3dBm/MHz以下，符合超宽带通信的标准要求。
系统电路设计包括MSP430F123与TH-UWB02之间的数据交互，通过USART接口（工作在SPI模式），单片机将数据以最高4Mbps的速率输出，生成4Mpps的窄脉冲，有效防止多径信道中的码间干扰。TH-UWB02产生的高斯脉冲经过高通滤波整形，使信号频谱符合500MHz至2.0GHz的超宽带天线发射需求。
整个系统以单个锂锰纽扣电池供电，通过简单的电源管理方案（如二极管降压）为TH-UWB02提供稳定的工作电压。系统运行时，单片机的平均功耗极低，仅为2mW，确保了长时间工作的低能耗特性。
此设计的关键优点在于其超低功耗特性，不仅体现在微控制器上，而且整个发射机系统在保持高性能的同时，实现了高效的能源利用。此外，系统紧凑且易于集成，适于无线数据传输、射频标签等多种应用场景，体现了超宽带技术在物联网和无线传感器网络中的潜力。
该文介绍的超宽带窄脉冲发射电路及其实现方式，结合了先进的芯片技术和优化的电路设计，展示了超宽带通信在低功耗、高速率数据传输方面的卓越性能，对于推动通信与网络领域的发展具有重要意义。
