WSN射頻芯片中帶直流偏移消除的可編程增益放大器設(shè)計(jì).pdf

1、可編程增益放大器(PGA:Programmable Gain Amplifier)是射頻收發(fā)機(jī)中的重要模塊,直接決定了收發(fā)機(jī)可以處理的信號動態(tài)范圍。幅度均衡是線性信號處理系統(tǒng)所必需的,以可變增益放大器為核心的自動增益控制環(huán)路可以為其后的基帶模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC:Analog-to-Digital)提供恒定的信號功率。為了使自動增益控制環(huán)路的穩(wěn)定時(shí)間是一個(gè)常數(shù),可變增益放大器的增益須具有dB線性的變化特性。
　　 本文分析和比較了幾

2、種CMOS可變增益放大器的基本結(jié)構(gòu)和優(yōu)缺點(diǎn),詳細(xì)闡述了常用的直流偏移消除技術(shù),并分析其性能特性及其對電路的影響。在前人研究成果的基礎(chǔ)之上,結(jié)合無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)射頻收發(fā)芯片的要求,基于SMIC0.13μm CMOS工藝設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于WSN射頻芯片的可編程增益放大器。該電路采用了一種適于低壓運(yùn)用的兩級全差分放大器為基礎(chǔ)的閉環(huán)反饋結(jié)構(gòu)的可編程增益放大器,增益是通過改變電阻反饋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的。由于負(fù)反饋具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),它可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的增益值和較好

3、的線性度。其中的運(yùn)算放大器只有第二級需要共模反饋環(huán)路,頻率補(bǔ)償采用Miller補(bǔ)償?shù)姆椒?。由于可編程增益放大器的增益較高,電路由三級級聯(lián)構(gòu)成,為了減小直流偏移和低頻噪聲對后續(xù)電路的影響,還分析設(shè)計(jì)了內(nèi)置于運(yùn)算放大器的直流偏移消除電路。文中給出了具體的電路設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果與分析。后仿真結(jié)果表明:在1.2V電源電壓下,該可編程增益放大器的增益變化范圍為0～60dB；增益步長為1dB；直流衰減量可低至20dB；在輸出擺幅為1V時(shí)的諧波