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随着人们对网络依赖程度的提高,传统的局域网已经不能满足人们对移动和网络的需求,无线局域网应运而生。无线局域网在可移动性和组网方式上的优势打破了原先有线以太网对通信场所的限制,它还具有无需布线,灵活移动,部署和维护成本低等优点。无线局域网的这些优点,使得其应用领域不断扩展,发展速度迅猛。
本文所设计的可编程增益放大器(PGA),应用于一个基于IEEE 8020.11a标准,采用0.18μmCMOS工艺实现的5GHz无线局域网接收机系统。根据IEEE 802.11a标准,所支持的信道带宽为20MHz。由于采用了正交频分复用技术,PGA的输入信号为解调的基带信号,要求其提供10MHz内的增益控制。该接收机系统要求可编程增益放大器的增益变化的范围为0dB到41dB,步长1dB。
在分析之前设计方案不足的基础上,可编程增益放大器采用了分级可选放大器的系统结构,该结构使得每级放大器的增益可以单独测试和调整,以克服工艺角偏差对增益精度的影响,并降低了功耗。核心电路由交叉耦合的共源共栅放大器和电流反馈放大器组成,具有较好的线性度。为了进一步提高PGA的增益精度和工艺稳定性,本文设计了一个输出参考电压对工艺偏差和温度变化不敏感的带隙电压源,该带隙电压源采用分段线性补偿技术进一步减小了输出参考电压的温度系数。
后仿真结果显示PGA的最大增益误差小于0.5dB,在各个工艺角下经过调整后的最大增益误差小于0.6dB,静态功耗小于21.1mW。带隙电压源输出参考电压在-20℃~120℃的温度变化范围内的温度系数小于0.9ppm/℃。当电压在1.5到2.1V变化时,输出参考电压的温度系数小于3ppm/℃,总的静态电流小于60μA。