應(yīng)用于無線傳感網(wǎng)射頻前端的可變?cè)鲆娣糯笃骷捌渥詣?dòng)增益控制電路的設(shè)計(jì).pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、軍事、空間探索、智能工廠、環(huán)境監(jiān)測、倉儲(chǔ)物流、醫(yī)療健康、災(zāi)難救援等領(lǐng)域，是無線通信未來發(fā)展的一個(gè)重要方向。射頻收發(fā)機(jī)是無線傳感網(wǎng)核心芯片的關(guān)鍵技術(shù)之一?？勺?cè)鲆娣糯笃骱妥詣?dòng)增益控制電路是射頻接收機(jī)中的一個(gè)重要模塊，位于接收機(jī)后端。
　　 本文設(shè)計(jì)使用TSMC0.13μmRFCMOS工藝，電源電壓1.2V。設(shè)計(jì)包括IQ兩路可變?cè)鲆娣糯笃鳌⒆詣?dòng)增益控制電路、IQ信號(hào)幅度平衡電路、帶隙基準(zhǔn)和其他輔助電路

2、?？勺?cè)鲆娣糯笃鞣譃闉V波器前和濾波器后兩部分，此設(shè)計(jì)可有效降低濾波器和可變?cè)鲆娣糯笃鞯刃У角岸说脑肼?，可變?cè)鲆娣糯笃髦С諭Q兩路信號(hào)切換;自動(dòng)增益控制電路為Verilog實(shí)現(xiàn)，支持兩種ADC輸出編碼，支持片內(nèi)AGC和基帶AGC切換;本文提出了兩種IQ通路信號(hào)幅度平衡機(jī)制，并選擇其中一種應(yīng)用于本文設(shè)計(jì)，該電路使Q路信號(hào)幅度為(I)路的70％～250％時(shí)都可以跟隨到(I)路的信號(hào)幅度，保證IQ兩路信號(hào)幅度相同，該電路的使用同時(shí)為整體電路節(jié)約

3、了1個(gè)AGC和8個(gè)芯片引腳的開銷，而該電路版圖面積只有1個(gè)AGC的1/11，功耗只有1個(gè)AGC的1/5。本文兩路可變?cè)鲆娣糯笃鳌Q信號(hào)幅度平衡電路和數(shù)字自動(dòng)增益控制電路等都集成在一起，多種切換功能保證了整個(gè)IP較好的兼容性和多適用性，通過簡單控制切換，可滿足多種結(jié)構(gòu)和應(yīng)用場合的使用要求。后仿結(jié)果顯示可變?cè)鲆娣糯笃骺梢詫?shí)現(xiàn)80.6dB增益動(dòng)態(tài)范圍，ldB增益步進(jìn)，帶寬從140Hz到大于7.2MHz，最大增益下噪聲系數(shù)15.2，最大增益下

4、等效輸入噪聲2.578nV/sqrtHz，最小增益下輸入1dB壓縮點(diǎn)-28dBm，最小增益下輸出三階交調(diào)點(diǎn)為-6.5dBm。自動(dòng)增益控制電路動(dòng)態(tài)功耗193.4μW。兩路可變?cè)鲆娣糯笃鳌Q幅度平衡電路、偏置電路、帶隙基準(zhǔn)、數(shù)字解碼器整體工作電流7.71mA，關(guān)斷電流1.34μA。
　　 本文的可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)和自動(dòng)增益控制電路(AGC)主要是應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)2.4GHz零中頻射頻接收機(jī)，AGC根據(jù)輸入信號(hào)強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)整