zigbee收发芯片内嵌agc电路设计

《zigbee收发芯片内嵌agc电路设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、TheDesignofAutoGainControlCircuitsEmbeddedinZigbeeTransceiverAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYBaiChunfeng—SupervisedbySupesedby胁JianhuiSchoolofElectronicScienceandEngineeringSoutheastUniversityDecember2012东南大学学位论文独

2、创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：刍客出日期：垒里!i：』：生东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本

3、人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。毅坪期：冽、午摘要在射频接收机中，自动增益控制(AGC)环路为基带模数转换器(ADC)提供恒定功率的信号，从而降低对ADC的动态范围的设计要求。而可变增益放大器(VGA)和接收信号强度指示(RSSI)电路作为自动增益控制环路的关键模块，其性能直接影响接收机系统可接收的信号动态范围和AGC环路的建立

4、时间，因此研究高性能VGA和RSSI具有重要意义。另外，低功耗一直是无线接收机设计的主题，也是本论文的研究重点。论文主要设计应用于zigaee接收机中的AGC电路，分析了自动增益控制环路的基本工作原理，并对VGA和RSSI设计的技术状况进行总结。根据本课题zigaee接收机系统架构和调制方式，估算模块性能指标，选择了数字方式控制增益的VGA(即PGA)实现增益调整和峰值检测的方式实现RSSI功能。除了结构创新之外，低功耗设计的基本思路在于不过度设计，所以指标估算十分重要。PGA包括增益粗调级和增益精调级两部分，增益粗

5、调级由三个增益为12dB的固定增益放大器级联而成，通过数字码字控制开关的通断，可以实现0dB、12dB、24dB和36dB四种增益模式；增益精调级则实现2—16dB的增益控制范围，增益步长为ldB。为了提高固定增益放大器的增益精度和线性度，采用了源极退化电阻结构。增益精调放大器采用闭环结构，由反馈电阻阵列和运算放大器组成，通过调节电阻大小来改变反馈系数，进而实现增益的改变；RSSI采用峰值检测的方式，并用对数放大器扩展其检测范围，对数放大器的设计采用了基于主从控制的新颖温度补偿技术。论文基于台积电(TSMC)O．13

6、1maCMOS工艺库完成了PGA和RSSI的原理图设计、版图设计及后仿真，电源电压为1．5V，接收机为正交混频的低中频结构，包含I、Q两条信号通路。后仿真结果表明，PGA实现2．05dB到52．45dB的增益控制范围，在通频带内增益误差小于0．45dB，增益步长误差小于0．29dB，实现了PGA的增益高精度，噪声系数为33．38dB，最大增益时输入三阶截点lIP3为一15dBm，消耗电流4．2mA。在信号链路最低增益时，RSSI对一25dBm一5dBm范围内信号的强度进行检测，在0．80℃温度变化范围内的线性检测误差

7、不超过3．3dB，每次检测时间不超过301as，消耗电流0．SmA，当链路增益增加30dB，RSSI对．55dBm～-25dBm范围内信号的强度进行检测，结合AGC对接收机链路的增益控制，RSSI可以对．100dBm、5dBm范围内的接收信号进行强度检测；采用二分法检测信号，最多检测3次即可覆盖．100dBm到5dBm的接收信号范围，所需时间不超过90蜂，在满足Zig,Bee收发机AGC环路稳定时间不超过192眇要求的前提下实现了低功耗设计。关键词：自动增益控制；可变增益放大器；峰值检测器；对数放大器；温度补偿Abs

8、tractAutomaticgaincontrol(AGC)providesapower-coustantoutputsignalforthebasebandAnalog-to-Digitalconverter(ADC)inradio-frequencytransceivers，releasingthedesignrequirementsofA