應(yīng)用于伽利略和WCDMA雙模接收機(jī)的PGA電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)中，自動(dòng)增益控制環(huán)路常被用來(lái)增加其接收信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍。可編程增益放大器是自動(dòng)控制環(huán)路中的關(guān)鍵模塊之一，對(duì)整個(gè)接收機(jī)性能有很大的影響。本文基于TSMC0.18μmCMOS工藝設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于伽利略(Galileo)和WCDMA雙模射頻接收機(jī)的可編程增益放大器。
　　 論文綜合了Galileo和WCDMA系統(tǒng)信號(hào)帶寬和動(dòng)態(tài)范圍的不同要求，確定了可編程增益放大器的設(shè)計(jì)指標(biāo)。0～75dB增益動(dòng)態(tài)范圍的可編程增益放大器由0

2、～15dB可變?cè)鲆婕?jí)以及4級(jí)15dB固定增益級(jí)級(jí)聯(lián)構(gòu)成。基本增益級(jí)采用了源極退化電阻的開環(huán)放大器結(jié)構(gòu)，通過(guò)開關(guān)控制的輸出電阻網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)電路的增益可變。輸入管采用了跨導(dǎo)提高技術(shù)。當(dāng)可編程增益放大器增益很高時(shí)，前級(jí)帶來(lái)的輸入直流偏移和它自身產(chǎn)生的等效輸入直流偏移就會(huì)使電路自身或者后續(xù)電路飽和。為此，本文采用一種直流負(fù)反饋技術(shù)來(lái)消除系統(tǒng)的直流偏移。可編程增益放大器的后面接了一級(jí)單位增益緩沖器以驅(qū)動(dòng)后級(jí)電容負(fù)載。為了提高輸出電壓擺幅和降低靜態(tài)功耗

3、，單位增益緩沖器采用了軌到軌的輸入級(jí)和AB類輸出級(jí)。
　　 由于PGA的增益幾乎由主開環(huán)放大器的輸出電阻與源退化電阻的比值決定，因此這兩種電阻之間的匹配設(shè)計(jì)對(duì)可編程增益放大器增益的準(zhǔn)確度和單調(diào)性具有重要影響。另外主開環(huán)放大器和直流偏移消除電路都采用了全差分結(jié)構(gòu)，為了有效地減小直流失調(diào)和偶次諧波干擾，要求差分半電路之間具有良好的匹配。為了滿足電路匹配性的要求，輸入輸出電阻網(wǎng)絡(luò)版圖采用全局共質(zhì)心和局部共質(zhì)心的對(duì)稱設(shè)計(jì)。為了降低布線復(fù)

4、雜性，可變?cè)鲆婕?jí)的輸出電阻網(wǎng)絡(luò)采用了電阻復(fù)用技術(shù)。
　　 后仿真結(jié)果表明:可編程增益放大器具有0dB～75dB的增益控制范圍，增益變化步長(zhǎng)為1dB，增益誤差小于0.3dB;全部增益組態(tài)下對(duì)直流的最小衰減量約為15dB;最高增益下的-3dB帶寬為15MHz，差分輸出電壓峰峰值約大于1V，在TT工藝角下，整個(gè)電路消耗的電流為3.6mA。芯片測(cè)試結(jié)果表明:可編程增益放大器可以達(dá)到的可變?cè)鲆娣秶鸀?～74dB，-3dB帶寬大子13MHz