低电源电压可变增益放大器设计

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1、豪．初大·粤硕士学位论文万方数据低电源电压可变增益放大器设计专业名称：微亟壬堂皇固佳电壬堂研究生姓名：赵超．一导师姓名：昱建龌万方数据DesignofLowSupplyVoltageVariableGainAmplifierWllllllllbllllbllllllllJllllY2758202AThesisSub加ittedto一⋯SoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZhaoChaoSupervisedby胁JianhuiSchoolofElectronicSciencean

2、dEngineeringSoutheastUniversitySeptember2014万方数据东南大学学位论文独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己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：雄日期：2蝌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

3、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文的内容相一致a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：粪垂j《导师签名：颦期：啦q万方数据摘要随着无线智能终端功能的不断丰富，可穿戴设备、无线传感器网络、无线手持终端、体域网等得到了快速发展，如何延长无线终端的续航能力成为了越来越突出的问题。此外，现代CMOS工艺特征尺寸的不断减小，要求电路电源电压不断降低，这无疑增加了电路设计难度。无

4、线收发芯片作为无线终端核心部件，其性能决定了整个无线通信的质量和终端设备的续航能力，作为无线收发芯片重要模块的可变增益放大器，其电路设计的好坏往往直接决定了射频接收机的总体性能，因此对低电源电压可变增益放大器的研究具有重要意义。论文设计了～种2．4GHzISM频段、符合zigBee无线传感网络标准的、可由单一太阳能电池供电的低电源电压(O．6V)可变增益放大器。论文首先分析论述了低电源电压电路设计的必要性，总结归纳了目前低电源电压可变增益放大器电路设计的主要方法，根据ZigBee无线接收机的性能特点和总体指标要求，确定了低电源电压可变增益放大器的性能指标要求。根据

5、该项性能指标要求，选择了开环增益粗调和闭环增益耩调相结合的结构作为本论文可变增益放大器的结构，并采用主从结构为本论文低电源电压设计主要实现方案。论文对增益粗调电路、级间级联电路、单位增益缓冲器电路、增益精调电路、偏置级电路、电阻反馈阵列电路等模块进行了设计和优化。其中，增益粗调电路中引入电流镜型有源负反馈实现电路抗工艺变化；单位增益缓冲器电路中引入动态偏置和低电源电压class—AB输出级，提升电路带宽和驱动能力；增益精调电路中引入交叉耦合结构，对共模增益和差模增益进行差异化设计，缓解了共模负反馈电路对环路增益的要求。该低电源电压可变增益放大器前级采用开环结构降低

6、电路整体功耗，后级电路采用闭环结构提升整体电路线性度，采用主从结构实现电路低电源电压(O，6v)设计，可由单太阳能电池供电，具有低功耗、高可靠性的特点。本论文所设计的低电源电压可变增益放大器采用SMIC180rimRFCMOS工艺进行了原理图和版图的设计，后仿真结果表明该可变增益放大器在0．6V电源电压下实现了0dB到60dB的增益调节范围，增益调节步长ldB，增益误差小于0．5dB，低增益模式下IIP3大于30dBm，高增益模式下NF小于27dB，功耗小于1row。验证了该可变增益放大器的性能满足预先设定的指标要求。关键词：低电源电压；可变增益放大器；增益粗调；

7、增益精调；主从结构万方数据AbstractRichapplicationsinwirelessintelligentdevicessuchaswearabledevices,wirelesssensornetworks，wirelesshandsetsandbodyareanetworkhavewitnessedtherapidevolutionofwirelessservicesfromtraditionallysimplevoice／text，torecentlymultimedia：however,howtoextendthebatterydurationo

8、fwire