【摘 要】
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在无线通信系统中,传输速率越来越大,调制方式越来越复杂,要求越来越长的持续通讯时间、以及越来越高的系统灵敏度,由此,作为收发机芯片主要模块之一的可变增益放大器,系统对
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在无线通信系统中,传输速率越来越大,调制方式越来越复杂,要求越来越长的持续通讯时间、以及越来越高的系统灵敏度,由此,作为收发机芯片主要模块之一的可变增益放大器,系统对其提出的带宽、线性度、功耗和噪声等性能指标也越来越苛刻；而且,采用深亚微米CMOS技术之后,低电源电压使得可变增益放大器在这些指标的折衷问题上面临着诸多挑战。本文基于Cadence EDA平台,采用TSMC的0.18μm工艺设计并实现了面向IMT-A应用的可编程增益放大器(programmable gain amplifier, PGA);为了应用于零中频架构的接收机中,本文还设计实现了直流失调消除电路(DCOC);为了减小静态功耗,本文在设计了普通源随器测试buffer的基础上,另外又设计了AB类输出buffer,使整体电路(不含测试buffer)最大静态直流为17mA,与源极跟随器相比,该电路在实现相同功能的情况下,静态直流小了7mA,且对有用信号的衰减较小；整体芯片面积(包括所有PAD)为800*700um2。根据测试结果,工作电压1.8V,在负载为差分100Ω阻抗的情况下,整体电路增益动态范围可达63dB,采用二进制控制,增益步长为1dB,步长误差在±0.38dB以内；在测试buffer存在约为6dB衰减的情况下,整体电路的最高增益为55dB,-3dB带宽为92MHz,在低增益模式下IIP3可达17.5dBm,1dB压缩点可达5.7dBm；根据仿真结果,高增益模式下在l 0MHz处输入参考噪声(IRN)约为6nV/Hz1/2。本文设计并实现的宽带、大增益动态范围、高线性度的可编程增益放大器,满足了面向IMT-A应用的设计指标要求,为继续进行IMT-A射频前端芯片其他电路模块研究奠定了良好基础。
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