宽带接收机中信号强度指示器的研究与设计

摘要

接收信号强度指示器（Received Signal Strength Indicator,RSSI）是构成自动增益控制（Automatic Gain Control,AGC）环路的重要模块，根据RSSI检测到的信号强度的大小，AGC能够通过调节信号链路中的增益大小，来保证接收机具有较低的噪声系数以及较好的线性度，但是由于CMOS工艺的限制，传统的RSSI电路中的部分模块不能片上集成，并且随着超宽带接收机技术的发展，使得大动态范围，低线性误差以及片上全集成的RSSI电路成为了接收机设计中的热点和难点。
　　多模多频接收机已经成为了市场需求的一个重要增长点，而这对接收机中RSSI电路的设计又提出了更高的性能标准，因此本文提出了对于大动态范围，低线性误差RSSI电路的研究与设计。本文首先分析了RSSI设计的国内外研究现状，热点以及存在的技术难点，并且给出了本文的主要工作以及论文的组织结构。然后通过分析RSSI的工作原理，确定了RSSI电路的性能指标，为了达到相应的性能标准，在传统的限幅放大器子电路中加入了DCOC模块以及共模反馈模块，确保增益稳定性以及对直流偏移的消除。接着通过优化全波整流器电路，使得整流器和限幅放大器之间具有较好地输入输出匹配，从而获得更好的系统性能。最后为了进一步优化系统以及实现片上全集成，使用电阻匹配技术来完成偏置，使用Sallen-Key二阶有源低通滤波器，代替传统的RC滤波网络实现滤波。
　　本项目采用SMIC0.18μm1P8M CMOS工艺对电路进行仿真验证，仿真结果表明，RSSI的工作频率范围达到200kHz~20MHz，±1dB线性误差的输入信号范围达到-90dBm~0dBm，±3dB线性误差的输入信号范围达到-100dBm~2dBm，全输入动态范围的曲线斜率为9.98mV/dB，RSSI信号强度检测稳定时间小于16μs。

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1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要工作

1.4 论文组织结构

2 RSSI电路设计基础

2.1 接收机中RSSI工作原理

2.2 RSSI性能参数分析

2.3 基本电路模块分析

2.4 小结

3 直流消除限幅放大器设计

3.1 差分放大器基础

3.2 限幅放大器原理分析

3.3 限幅放大器参数分析

3.4 限幅放大器设计及仿真

3.5 小结

4 高精度整流器电路设计

4.1 整流器电路基础

4.2 整流器电路结构分析

4.3 整流器工作原理分析

4.4 整流器电路仿真结果

4.5 小结

5 RSSI整体优化设计及仿真

5.1 系统优化分析

5.2 电阻匹配电路设计

5.3 输出滤波电路设计

5.4 RSSI整体性能仿真

5.5 小结

6 总结与展望

6.1 课题工作总结

6.2 未来展望

致谢

参考文献