無線接收機中高動態(tài)范圍數(shù)字自動增益控制電路設(shè)計.pdf

1、在射頻無線通信系統(tǒng)中，由于受到障礙物、空氣效應等因素的影響，會導致接收信號的衰減，信號的接收端要能夠處理數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的最大范圍。所以，在典型的射頻系統(tǒng)的前端一般都會采用自動增益控制電路。而可變增益放大器(VGA)是自動增益控制電路中的一個關(guān)鍵模塊，自動增益控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和對輸入信號的響應靈敏度在很大程度上取決于VGA的性能。目前AGC系統(tǒng)可以分為模擬AGC和數(shù)字AGC兩大類型。模擬AGC是通過模擬電路的反饋機制來控制整體電路的增益。所以對

2、模擬電路的設(shè)計要求比較高，要兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)定性，功耗，面積等諸多要素。另外由于AGC系統(tǒng)要求增益的建立時間不隨輸入信號的幅度變化而變化，這就要求增益與輸入信號成dB線性關(guān)系。而CMOS電路的平方特性使得這種指數(shù)關(guān)系不能實現(xiàn)，所以我們必須需要額外的電路來產(chǎn)生一個指數(shù)信號作為VGA的控制信號來控制增益。即通常所說的指數(shù)產(chǎn)生電路，這就增大了電路的設(shè)計難度。而在數(shù)字AGC系統(tǒng)中，我們只需要設(shè)計一個可變增益放大器(VGA)，其他的工作可以通過DSP

3、芯片在數(shù)字域利用數(shù)字算法來完成，產(chǎn)生相應的控制信號進而控制整體電路的增益。這樣就會大大減小模擬電路設(shè)計的難度，從而提高了集成度，縮小了面積和功耗。
　　 本研究根據(jù)GPS射頻接收芯片系統(tǒng)的要求以及目前可變增益放大器的主流技術(shù)，設(shè)計了一個增益動態(tài)范圍為50dB，帶寬大于100M的CMOS可變增益放大器。本文中的可變增益放大器采用的是六級放大器級聯(lián)的方式，采用數(shù)字電平控制的方式來控制整體增益。整個電路包括三級VGA級聯(lián)的放大電路，整