无线传感网络接收芯片内嵌可变增益放大器设计

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1、隶劫大·坚硕士学位论文无线传感网络接收芯片内嵌可变增益放大器设计DesignofVariableGainAmplifierinReceiverChipforWSNApplicationAThesisSubmiRedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYWangHaoSupervisedbyProf．WUJian．huiSchoolofElectronicScienceandEngineeringSoutheastUniversityMarch2010东南大学学位论文独创性声明本人声明

2、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。，1研究生签名：玉兰日期：2里』2生耋目圭了臼研究生签名：皇筮日期：至里』2i兰旦兰7日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予文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论

3、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。研究生签名：皇筮导师签名：中曰摘要在射频接收机中，可变增益放大器(VariableGainAmplifier,简称VGA)与反馈环路组成的自动增益控制电路(AutomaticGainControl，简称AGC)为基带ADC提供恒定的信号功率，是射频接收机的关键模块之一，其性能直接影响了接收机的可接收输入信号动态范围，因此对VGA的研究与设计具有重要意义。论文主要设计ZigBe

4、e接收芯片中的VGA电路。论文从AGC环路入手，分析了AGC电路的基本工作原理，以及VGA在AGC环路中的作用，并对CMOSVGA的主流增益控制技术进行总结，根据接收芯片的系统要求，确定了VGA的设计目标与系统架构，设计了一个由增益粗调级和增益精调级级联的宽增益控制范围的中频VGA。为了保证VGA的增螽精度，同时有效改善线性度，在增益粗调级的内部固定增益放大器电路采用gm．boost结构，在增益精调级的内部采用电阻负反馈闭环结构。为了减小VGA整体电路的功耗，在增益粗调级中引入电源选通开关，关断不工作的模块：同时在增益精调级电路中采用AB类输出级，减小静态工作电流。论文基

5、于SMIC0．18岬RFCMOS工艺完成可变增益放大器的原理设计、版图设计以及后仿真，电路电源电压为1．8V。仿真结果表明，中频VGA电路的dB线性增益控制范围为69．73dB；在0．5MHz～3．5MHz的频带范围内，具有较小的增益误差O．21dB：输出三阶互调点OIP3高于20．25dBm，噪声系数NF低于16．73dB：最大功耗为4．26mW，满足ZigBee接收机系统的应用要求。关键词：自动增益控制；可变增益放大器；增益粗调级；增益精调级；dB线性增益ABSTRACTABSTRACTAsoneofthemostimportantbuildingblocksinra

6、dio—frequencyreceivers，VariableGainAmplifier(VGA)determinestheinputsignaldynamicrangethatthereceiversCanprocessthroughthegaincontrolrange，andthusprovidesaconstantoutputsignalpowerforthebasebandAnalog-to-Digitalconverter．ThemaintaskofthisthesiswastodesignaVariableGainAmplifierusedinZigBeer

7、eceiver．ThebasicworkprincipleoftheAGCloopandthefunctionofVGAcircuitintheAGCloopwerefirststudied．Andthen，severalkeyissuesontheVariableGainAmplifiersimplementedinCMoStechnologyformodemreceiverapplicationswereinvestigatedtodetermineVGA’Stopologyandparameters．ThewholeVG