无线传感网络接收芯片内嵌可变增益放大器设计

摘要

在射频接收机中，可变增益放大器（Variable Gain Amplifier，简称VGA）与反馈环路组成的自动增益控制电路（Automatic Gain Control，简称AGC）为基带ADC提供恒定的信号功率，是射频接收机的关键模块之一，其性能直接影响了接收机的可接收输入信号动态范围，因此对VGA的研究与设计具有重要意义。
　　 论文主要设计ZigBee接收芯片中的VGA电路。论文从AGC环路入手，分析了AGC电路的基本工作原理，以及VGA在AGC环路中的作用，并对CMOS VGA的主流增益控制技术进行总结，根据接收芯片的系统要求，确定了VGA的设计目标与系统架构，设计了一个由增益粗调级和增益精调级级联的宽增益控制范围的中频VGA。为了保证VGA的增益精度，同时有效改善线性度，在增益粗调级的内部固定增益放大器电路采用gm-boost结构，在增益精调级的内部采用电阻负反馈闭环结构。为了减小VGA整体电路的功耗，在增益粗调级中引入电源选通开关，关断不工作的模块；同时在增益精调级电路中采用AB类输出级，减小静态工作电流。
　　 论文基于SMIC0.18μm RFCMOS工艺完成可变增益放大器的原理设计、版图设计以及后仿真，电路电源电压为1.8V。仿真结果表明，中频VGA电路的dB线性增益控制范围为69.73dB；在0.5MHz～3.5MHz的频带范围内，具有较小的增益误差0.21dB；输出三阶互调点OIP3高于20.25dBm，噪声系数NF低于16.73dB；最大功耗为4.26mW，满足ZigBee接收机系统的应用要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.2 相关研究现状

1.3 本论文主要工作

1.4 论文结构

第二章 可变增益放大器概述

2.1 接收机架构

2.2 自动增益控制环路

2.3 可变增益放大器主要性能指标

2.4 基于CMOS工艺的可变增益放大器实现方法

第三章 ZigBee接收芯片内嵌可变增益放大器的设计

3.1 ZigBee接收芯片系统架构

3.2 VGA电路设计指标

3.3 VGA电路设计

第四章 可变增益放大器版图设计与后仿真

4.1 VGA电路版图设计

4.2 VGA整体电路后仿真

总结与展望

致谢

参考文献

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