移動數(shù)字電視調(diào)諧器射頻芯片關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、移動數(shù)字電視調(diào)諧器射頻芯片的設(shè)計通常面臨以下幾點挑戰(zhàn)：（1）輸入信號動態(tài)范圍大，需要復(fù)雜的信號檢測和增益控制；（2）模擬電視信號干擾強，基帶濾波器需要很高的帶外抑制；另外，移動數(shù)字電視調(diào)諧器射頻芯片傾向于采用零中頻架構(gòu)來降低系統(tǒng)成本和提高系統(tǒng)集成度，這就需要解決零中頻架構(gòu)中存在的直流失調(diào)問題。本文針對這些挑戰(zhàn)對移動數(shù)字電視調(diào)諧器射頻芯片展開研究，提出三個創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了一款支持DVB-H/CMMB標(biāo)準(zhǔn)的移動數(shù)字電視調(diào)諧

2、器射頻芯片。
　　首先，為了接收大動態(tài)范圍的移動數(shù)字電視信號，調(diào)諧器射頻芯片至少采用2個自動增益控制（Automatic Gain Control,AGC）環(huán)路來分配整個接收通路的增益，其中包括射頻自動增益控制（RF AGC）和基帶自動增益控制（BB AGC）環(huán)路。在RF AGC環(huán)路中，射頻功率檢測器的精度直接影響射頻前端的增益分配。本文提出一種數(shù)字輔助校準(zhǔn)方法用來提高傳統(tǒng)均方根（RMS）功率檢測器的精度，該方法可以消除工藝、電壓

3、和溫度（Process，Voltage and Temperature,PVT）變化以及器件失配引起的檢測誤差。在BB AGC環(huán)路中，本文提出一種不使用大電容的新型全集成可配置模擬基帶峰值檢測器，它面積小卻可以檢測kHz~MHz頻率范圍內(nèi)的信號。此外，為了檢測高峰均比（Peak to Average Power Ratio,PAPR）移動數(shù)字電視信號，本文還提出一種不使用電容的基于互補累計分布函數(shù)（Complementary Cumul

4、ative Distribution Function,CCDF）的數(shù)字峰值檢測器，它利用異步邏輯對信號峰值進(jìn)行采樣，同樣占用很小的芯片面積。
　　其次，為了有效地濾除強模擬電視干擾，本文提出了一種新型的低通濾波器（Low Pass Filter,LPF），即在傳統(tǒng)低階LPF過渡帶引入零點以獲得高階LPF的鄰道抑制效果，從而節(jié)省了芯片面積和功耗。另外，本文結(jié)合BB AGC環(huán)路提出一種最優(yōu)增益分配算法來分配這個新型LPF各級模塊的增

5、益，保證了該LPF在弱有用信號伴隨強干擾情況下仍然保持高增益而不飽和，使基帶通路同時實現(xiàn)低噪聲系數(shù)（Noise Figure,NF）和高線性度。
　　再次，為了解決零中頻架構(gòu)中的直流失調(diào)問題，本文提出了一種全集成數(shù)字輔助可配置的實時直流失調(diào)校準(zhǔn)（DC Offset Calibration,DCOC）技術(shù)，它利用差分信號正負(fù)電壓時間差檢測直流失調(diào)。相比其他DCOC技術(shù)，它不使用電容，占用芯片面積小，可以實現(xiàn)非常低并且可配置的3dB截

6、止頻率。
　　最后，在上述關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，本文采用TSMC0.18μm CMOS工藝設(shè)計并流片驗證了一款同時滿足DVB-H/CMMB標(biāo)準(zhǔn)的移動數(shù)字電視調(diào)諧器射頻芯片。本款芯片采用零中頻架構(gòu)，芯片面積為4.2mm2（不計頻率綜合器），在1.8V電源電壓下消耗50mA的電流（不計頻率綜合器）。測試結(jié)果表明在470～870MHz的輸入頻率范圍內(nèi)，系統(tǒng)最小NF為3.6～4.6dB；不同頻率下的最大轉(zhuǎn)換增益為110～117dB，AGC