面向卫星导航接收机应用的自动增益控制环路设计

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1、电子科技大学硕士学位论文面向卫星导航接收机应用的自动增益控制环路设计姓名：王会申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：文光俊20090501摘要无线通信技术的飞速发展对射频前端电路提出了越来越高的要求一低功耗、小型化、高集成度。射频接收机位于无线通信系统的最前端，其结构和性能直接影响着整个通信系统。基于面向卫星导航应用的接收机射频前端芯片，本文研究了应用于低中频接收机系统中的，工作在S波段的射频前端单元电路自动增益控制环路(AGC)，并且在此基础上采用TSMC0．359inSiGeBiCMOS

2、工艺进行设计，为实现面向卫星导航应用的收发机系统的单片集成做好技术准备。本文首先简要介绍了AGC电路的各种结构；之后介绍了AGC的工作原理、可变增益放大器原理和几种常用结构，并且着重介绍了本次设计所采用的基于指数特性CMOS可变增益放大器的AGC环路。探讨了电路结构的改变对线性度、转换增益、噪声系数和隔离度等指标的影响，由于指数增益变化是增益控制环路最重要的指标，所以重点介绍了几种可变增益放大器的电路技术。所设计的可变增益放大器主要包括了具有指数线性控制的可变增益放大器，负峰值检波器，环路滤波器以及积

3、分器。其中使用Cascode差分输入级的可变增益放大器在较低的功耗下实现了较高的增益控制范围，电路的噪声也得到了较大改善。电路在+3V单电源供电下，实现了70dB的增益动态范围，环路输出稳定在峰峰值lV左右。当环路增益为60dB时，其等效输入噪声为3．7nV／√勉。其3．dB带宽为49MHz，消耗功率21mW。关键词：自动增益控制，可变增益放大器，指数线性控制，动态范围ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofwirelesscommunication,itmakesahigh

4、requirementofRFfrontendcircuit．Suchaslowpower,smallsize，highlyintegrated．SystemonChip(SoC)hasbecomethemainfocusofwirelesscommunicationarea．ThestructureandtheperformanceoftheRFreceiverwilldirectlyaffecttheentirecommunicationsystem．BasedonthereceiverRFfro

5、ntendofthesatellitenavigationsystem，twoactiveimagerejectedAutomaticGainControl(AGelcircuitapplyinginalow-IFreceiversystem，whichworksundertheS-bandaredesignedusingtheTSMCO．35lainSiGeBiCMOSprocess．Inthispaper,theadvantageoflow-IFreceiverstructureandthecha

6、racteristicofTSMC0．35urnSiGeBiCMOSareintroducedfirstly；Secondly,theprincipal，theclassificationandthespecificationofVGA，comparesdifferenttypesofVGAandfinallychoosesthetopologyofVGA、析也linear-in-dBcharacteristicsaccordingthesystemspecification．Thethesisana

7、lyzesthelinearity,conversiongain,noisefigure，isolationandetc．affectedbythetopology．Becausethelinear-in-dBcharacteristicisthemostimportantspecificationsofaVGA，severaldesigntechniquesforVGAarediscussed．TheAGCloopismainlycomposedofVGA“tlllinear-in—dBcharac

8、teristics，negativepeakdetector,loopfilterandallintegrator．AdifferentialcascadetypeasaVGAunitcellisutilizedtomeettherequirementoflargegain，lownoisefigureandSOon．TheAGCloopisfedfromasingle3Vpowersupplyandachievesalineargainrangeof7