应用于DVB-T接收机的CMOS可变增益中频放大器设计

摘要

在无线通信系统中，由于外部各种因素的影响，接收系统接收到的信号往往会有较大的强度变化。因此在无线接收系统中通常都会设计一种自动增益控制电路，它能够根据输入信号的人小变化自动调节接收机的增益，使系统维持一个稳定的信号输出。可变增益放大器是其中最主要组成部分，直接决定了自动增益控制系统的性能。 本论文根据DVB-T(DVB-T，Digital Video Broadcast-Terrestrial)接收系统和自动增益控制环路的性能要求，以及目前可变增益放人器的主流技术，将具有良好低噪声、低失真表现和良好高频性能的，常用于BJT工艺的信号相加式可变增益电路结构引入到CMOS工艺，并在理论上分析了在CMOS工艺中信号相加式可变增益单元的特点和使用条件。同时设计了一种简单的指数控制电压转换电路，解决了射频CMOS电路中，由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器增益对数值与控制电压不成线性关系的难题，实现了可变增益放大器的增益对数值随控制电压呈线性变化的特性。 在对电路的原理进行了分析之后，文章分别给出了第一中频可变增益放大器和第二中频可变增益放大器的电路设计、前仿真结果、版图设计和后仿真结果。后仿真结果表明两个可变增益放大器均达到了设计要求，并留有余量。在电路流片实现之后，完成了对第一中频可变增益放大器的在片测试。测试结果表明：第一中频可变增益放大器电路功耗为16.2mW，3dB带宽为401～1960MHz，增益变化从-3.37dB到9.48dB，动态范围为12.85dB，很好地实现了增益对数值随控制电压线性、连续变化的设计要求，基本满足了设计指标。 本次设计的两个可变增益中频放大器不仅可以用于近几年发展十分迅速的DVB-T系统，也可以用于DVB-C、DVB-H和DTMB等一系列数字电视广播系统，应用前景十分广阔。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1数字电视技术的概述

1.1.1数字电视技术介绍

1.1.2数字电视地面广播的发展

1.2课题的来源和研究的意义

1.3论文的主要工作和组织安排

1.3.1论文的主要工作

1.3.2论文的组织

第二章中频可变增益放大器的主要指标、工艺选择和设计流程

2.1 中频可变增益放大器的主要设计指标

2.1.1增益及增益动态范围

2.1.2噪声系数

2.1.3线性度

2.2.4稳定性

2.2工艺选择

2.3中频可变增益放大器的设计流程

第三章中频可变增益放大器的核心电路设计

3.1可变增益放大器设计的主流技术和主要电路结构

3.2 中频可变增益放大器的核心电路设计

3.2.1 可变增益单元电路的设计

3.2.2指数控制电路的设计

第四章中频可变增益放大器的设计和仿真

4.1第一中频可变增益放大器的设计指标

4.2使用LC谐振网络作负载的第一中频可变增益放大器设计

4.2.1以LC 谐振网络作负载的放大器

4.2.2以LC 谐振网络作负载的第一中频可变增益放大器设计和仿真

4.3使用宽带匹配结构的第一中频可变增益放大器设计

4.3.1宽带输入匹配电路的设计

4.3.2带有宽带匹配级的第一中频可变增益放大器设计和仿真

4.4第一中频可变增益放大器设计小结

4.5第二中频可变增益放大器的设计指标和电路结构

4.6第二中频可变增益放大器的设计和仿真

4.7第二中频可变增益放大器设计小结

第五章版图设计与后仿真

5.1版图设计的考虑因素

5.1.1寄生电容

5.1.2衬底串扰噪声

5.1 3线电流密度

5.1.4版图金属密度

5.1.5天线效应

5.1.6其它因素

5.2第一中频可变增益放大器的版图设计

5.3第一中频可变增益放大器的后仿真结果和分析

5.4第二中频可变增益放大器的版图设计

5.5第二中频可变增益放大器的后仿真结果和分析

第六章芯片测试与结果分析

6.1第一中频可变增益放大器的芯片测试

6.1.1直流测量

6.1.2 S参数测量

6.1.3输入1dB压缩点的测量

6.1.4噪声系数NF的测量

6.2第一中频可变增益放大器芯片测试总结与分析

6.3第二中频可变增益放大器的芯片测试

第七章总结和展望

参考文献

致 谢

攻读硕士期间发表论文情况