DVB-C調(diào)諧芯片中CMOS中頻可變增益放大器的設(shè)計.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在現(xiàn)代無線通信接收機(jī)中,通常設(shè)置有自動增益控制電路(Automatic Gain Control,簡稱AGC),自動增益控制電路是通信設(shè)備,特別是通信接收設(shè)備中的重要電路模塊之一,它的作用是為了盡可能寬范圍地接收信號,通過自動增益控制使輸出維持在一個相對恒定的幅值,從而減小后級電路的設(shè)計難度,降低電路實現(xiàn)的成本。而可變增益放大器單元(Vatiable Gain Amplifier,簡稱VGA)是自動增益控制電路中的關(guān)鍵單元,其性能決定了

2、自動增益控制環(huán)路的性能。 本課題以數(shù)字電視接收機(jī)中的調(diào)諧芯片為依托,從AGC環(huán)路系統(tǒng)入手,首先分析了自動增益控制電路的基本工作原理,與可變增益放大器在AGC環(huán)路中的地位和作用,在總結(jié)目前CMOS可變增益放大器的主流技術(shù)的基礎(chǔ)上,根據(jù)數(shù)字電視調(diào)諧芯片中IF VGA的性能指標(biāo),設(shè)計了一個用于Mixer 后中頻帶的可變增益放大器,其增益的控制范圍為40dB,根據(jù)AGC系統(tǒng)的要求,設(shè)計其增益與控制信號成dB-線性的關(guān)系。所設(shè)計的IF V

3、GA由模擬乘法器、指數(shù)電壓生成電路和固定增益的輸出放大電路三個主要模塊組成。其中模擬乘法器是其主體電路,其功能是實現(xiàn)輸入信號與指數(shù)電壓生成電路的輸出的相乘,利用Current-Steering技術(shù)實現(xiàn)增益可變。為了實現(xiàn)AGC環(huán)路的恒定建立時間,需要使VGA的增益與控制信號之間呈現(xiàn)dB-線性的關(guān)系,從而,需要首先將控制信號轉(zhuǎn)換成為指數(shù)的形式,因此,設(shè)計了指數(shù)電壓生成電路,利用差分對的傳輸函數(shù)特性及工作在亞閾值區(qū)的MOS具有指數(shù)特性的性質(zhì),

4、實現(xiàn)了指數(shù)轉(zhuǎn)換。為了獲得所需要的信號電平,需要對模擬乘法器的輸出進(jìn)一步放大,因此引入了一級固定增益的放大器作為IF VGA的輸出級,該輸出級采用全差分結(jié)構(gòu),內(nèi)部采用推挽結(jié)構(gòu)和負(fù)反饋結(jié)構(gòu),以使電路具有較好的線性度。 本設(shè)計基于Cadence仿真集成環(huán)境,基本仿真利用SpectreRF和Synopsys Hspice,而版圖的實現(xiàn)與驗證則利用Virtuoso Composer、Diva DRC/LNS實現(xiàn)。工藝采用Character

5、ed公司的0.25μm N-wellCMOS 2p5m process。測試表明,所設(shè)計的中頻可變增益放大器的增益控制范圍達(dá)到45dB,實現(xiàn)了增益與控制信號之間的dB-線性關(guān)系。-1dB帶寬的最小值為20MHz~70MHz。在30MHz~40MHz范圍內(nèi)增益波動小于0.1dB。PldB壓縮點的輸出功率值達(dá)到19.5dBm。測試結(jié)果表明放大器性能與設(shè)計指標(biāo)能夠很好地吻合,可以應(yīng)用在數(shù)字有線電視接收機(jī)的中頻段以協(xié)同完成中頻段的調(diào)諧放大作用。

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