用于機械硬盤讀取通道的可編程增益放大器和低通濾波器研究.pdf

1、本文的研究內容是用于機械硬盤讀取通道的寬帶可編程增益放大器和寬帶大范圍可調連續(xù)時間低通濾波器。
　　通過對機械硬盤工作原理和讀取通道模型進行分析可以看出，機械硬盤讀取通道模擬前端中需要同時具有高帶寬、低增益誤差和小增益步長的可編程增益放大器，以及同時具有大可調范圍和高帶寬的連續(xù)時間低通濾波器。
　　傳統(tǒng)的寬帶可變/可編程增益放大器無法滿足讀取通道對增益誤差的需求，而高增益精度的衰減/增益可變技術則無法達到高帶寬或者小步長。本

2、文提出了兩種基于兩級增益控制的可編程增益放大器以同時提供低增益誤差和小增益步長。第一種可編程增益放大器基于雙重反饋網絡，通過加入補償網絡改善了電路的高頻性能。第二種可編程增益放大器通過Cherry-Hooper放大器、電感負載和負密勒補償電容技術提高可編程增益放大器的帶寬。兩種可編程增益放大器都采用SMIC0.13μm CMOS工藝進行流片，測試結果表明兩種可編程增益放大器都具有0.1dB的增益步長。它們的帶寬分別達到600MHz和3.

3、8GHz，增益誤差分別為-0.03dB-0.08dB和-0.05dB-0.04dB。兩種可編程增益放大器都同時滿足了讀取通道對增益誤差和增益步長的需求，而第二種可編程增益放大器還滿足了帶寬需求。
　　傳統(tǒng)的大范圍可調低通濾波器帶寬有限，而寬帶低通濾波器頻率調節(jié)范圍則較小。另外許多大范圍可調低通濾波器都需要品質因素調節(jié)環(huán)路使頻率響應特性曲線形狀在不同帶寬下保持一致。本文提出了一種電容完全由寄生電容組成的大范圍可調寬帶低通濾波器。濾波

4、器中運算跨導放大器通過跨導陣列進行調節(jié)，通過電路設計使跨導陣列單元的跨導以及寄生電容都和輸入晶體管柵寬成正比。因此可以通過設計不同運算跨導放大器輸入晶體管柵寬之間的比值來獲得恒定的品質因素，從而使濾波器在不需要品質因素調節(jié)環(huán)路的前提下，獲得在不同帶寬保持恒定的頻率響應曲線形狀。該濾波器采用SMIC0.13μmCMOS工藝進行設計，版圖后仿真結果表明其頻率響應曲線形狀在帶寬從142MHz到1.86GHz變化時保持不變，并且對工藝和溫度變化