基于标准CMOS工艺的大动态范围低功耗自动增益控制系统设计

发布时间：2023-12-24 12:25

　　作为现代通信系统中的重要组成部分,接收机用于恢复传输信号中的信息并将其转化为电信号,然后被随后的信号处理电路进行解调。由于传输信号受到复杂多变的通信环境等因素的影响,接收机接收到的信号功率将很大的动态变化范围,因此需要在接收机中采用自动增益控制(Automatic Gain Control,以下简称AGC)系统实时检测输入信号的功率并自动调整放大器增益,使得接下来的基带电路得到幅度稳定的输入信号。本论文的主要工作可归纳为,通过研究AGC系统的应用背影、结构类型原理,结合标准CMOS工艺设计大动态范围、低功耗AGC系统的完整解决方案。本论文具体电路设计内容如下所示:(1)在增益控制电路的设计中,采用MOS管亚阈值特性实现指数律的输入-输出控制关系,在降低功耗的基础上可以显著扩展控制电压范围,基于该增益控制电路控制的可变增益放大器电路可以达到动态范围大、功耗低的技术指标;在峰值检测器电路的设计中,采用数字校准的方法,减少因温度、工艺参数等因素造成的实际检测结果与理想结果之间的误差;在AGC系统控制环路外增加了迟滞比较器电路,可用于解调ASK调制的输入信号。所有的电路设计通过Cadence ...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 课题的研究现状
    1.3 论文的主要工作与内容安排
第2章 AGC系统原理介绍
    2.1 AGC系统的工作原理及分类
    2.2 AGC系统的性能指标介绍
    2.3 本论文AGC系统具体性能指标确定
第3章 AGC系统电路设计
    3.1 本论文所采用AGC系统框架以及原理介绍
    3.2 增益控制电路(GainControlCircuit)设计
        3.2.1 增益控制电路设计思路介绍
        3.2.2 MOS管亚阈值特性
        3.2.3 增益控制电路设计架构
        3.2.4 电压转换器(VoltageConverter)电路设计
        3.2.5 调节放大器(RegulatingAmplifier)电路设计..
        3.2.6 GCC性能评估
    3.3 可变增益放大器(VariableGainAmplifier)电路设计..
        3.3.1 可变增益放大器整体框架设计及原理介绍
        3.3.2 VGA核心模块设计
        3.3.3 VGA性能评估
    3.4 峰值检测器(PeakDetector)电路设计
        3.4.1 PD整体框架设计
        3.4.2 偏置电路(PD_BIAS)设计
        3.4.3 跨导放大器(OTA)设计
        3.4.4 整流器(RECT)设计
        3.4.5 PD整体性能讨论
        3.4.6 PD整体性能评估
    3.5 低通滤波器(LowPassFilter)电路设计
        3.5.1 LPF电路设计
        3.5.2 LPF性能评估
    3.6 误差放大器(ErrorAmplifier)电路设计
        3.6.1 EAMP电路设计
        3.6.2 EAMP性能评估
    3.7 迟滞比较器(HysteresisComparator)电路设计
    3.8 信号测试电路设计
第4章 AGC系统版图设计以及整体性能后仿真
    4.1 引言
    4.2 AGC系统版图设计
    4.3 AGC系统整体性能评估
        4.3.1 AGC系统输入信号功率动态范围
        4.3.2 AGC系统输入ASK调制信号功率动态范围
        4.3.3 AGC系统整体仿真性能总结
第5章 AGC系统测试
    5.1 AGC系统芯片测试框架设计
    5.2 AGC芯片各性能指标测量方案
        5.2.1 AGC系统带宽
        5.2.2 VGA增益与控制电压VC之间的关系曲线
        5.2.3 AGC系统输入信号功率动态范围
        5.2.4 等效输入噪声谱
        5.2.5 控制电压VC稳定时间测量
        5.2.6 AGC系统输入ASK调制信号功率动态范围
        5.2.7 AGC芯片最大消耗电流测量
    5.3 芯片测试结果汇总
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读专业硕士学位期间的研究工作



本文编号：3874505