数字辅助直流失调消除的自动增益控制电路设计

发布时间：2017-07-06 01:07

  本文关键词：数字辅助直流失调消除的自动增益控制电路设计

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【摘要】：无线收发机在无线通讯系统中具有重要作用,自动增益控制电路是无线接收电路设计的关键。本论文对无线接收机中的自动增益控制电路进行了研究和设计,采用数字辅助的方式进行了直流失调的消除和自动增益的控制。本论文研究了数字辅助直流失调消除的设计,基本方法是通过电流DAC在放大器的差分两个支路进行电流的注入校准,消除直流失调。对于多级级联的可编程增益放大器,需要对各级进行直流失调的校准,采用从前往后逐级校准的方式,提高级联直流失调校准的精确性。其中对于单级放大器的直流失调校准,改进了传统的逐位校准算法,通过检测放大器未校准前直流失调的极性,控制注入电流的方向,再逐步调整注入电流的大小。本论文自动增益控制是基于FSK调制方式,通过数字检测和数字控制的方式实现。可编程增益放大器包括固定增益级和可变增益级,其中固定增益级采用基于源退化电阻和跨导提升结构进行增益的粗调,可变增益级采用基于运放的电阻反馈结构进行增益的细调。增益控制的过程是给定初始增益,通过数字RSSI的方式检测输出信号的强度,通过增益状态机进行粗调和查找表的方式进行细调,实现自动增益的控制。本论文基于SMIC0.18μmCMOS工艺完成了自动增益控制电路的原理图设计、版图设计、后仿真并流片。测试结果表明电源电压为1.8V时,自动增益控制电路增益控制范围为0-68dB,噪声系数为36.09dB,输入三阶交调点IIP3为20.685dBm,带宽为5MHz。自动增益控制和直流失调消除的校准时间最大时间在80μs之内,输出的直流失调电压在不同增益模式下能够控制在15mV之内。
【关键词】：自动增益控制 数字辅助直流失调校准 可编程增益放大器 数字RSSI检测 增益粗调和细调
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN702
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 论文研究内容11-12
• 1.4 论文组织结构12-13
• 第二章 自动增益控制电路概述13-23
• 2.1 自动增益控制电路设计概述13-15
• 2.1.1 自动增益控制电路的指标13
• 2.1.2 自动增益控制电路结构13-15
• 2.2 可变增益放大器设计概述15-19
• 2.2.1 可变增益放大器的主要性能指标15-17
• 2.2.2 可变增益放大器的结构17-19
• 2.3 直流失调消除概述19-22
• 2.3.1 直流失调理论分析19-21
• 2.3.2 直流失调消除结构21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第三章 自动增益控制电路设计23-41
• 3.1 整体结构和设计指标23-24
• 3.2 可编程增益放大器设计24-39
• 3.2.1 可编程增益放大链路设计24
• 3.2.2 固定增益级设计24-30
• 3.2.3 可变增益级设计30-35
• 3.2.4 单位增益缓冲器设计35-36
• 3.2.5 可编程增益放大器级联电路设计36-39
• 3.3 直流失调消除电路设计39-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 控制算法设计41-53
• 4.1 直流失调消除41-44
• 4.1.1 直流失调消除方案41-42
• 4.1.2 仿真结果42-44
• 4.2 增益控制44-50
• 4.2.1 信号强度检测44-46
• 4.2.2 增益控制链路设计46-47
• 4.2.3 增益控制算法设计47-50
• 4.3 增益控制与直流失调校准的联合设计50-52
• 4.4 本章小结52-53
• 第五章 版图设计及测试53-63
• 5.1 版图设计53-56
• 5.1.1 模拟电路的版图技术53-54
• 5.1.2 后仿54-56
• 5.2 数字版图设计56
• 5.3 测试56-62
• 5.3.1 测试方案56-57
• 5.3.2 测试结果57-62
• 5.4 本章小结62-63
• 第六章 总结与展望63-65
• 6.1 总结63
• 6.2 展望63-65
• 致谢65-67
• 参考文献67-71
• 作者简介71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 DONG JingJing;JIANG HanJun;ZHANG LingWei;WEI JianJun;LI FuLe;ZHANG Chun;WANG ZhiHua;;A low-power DC offset calibration method independent of IF gain for zero-IF receiver[J];Science China(Information Sciences);2014年10期

2 金杰;王松林;来新泉;曲玲玲;;共模反馈环路稳定性分析及电路设计[J];电子元器件应用;2009年02期

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本文编号：524214