WSN射頻芯片中帶直流偏移消除的可編程增益放大器設計.pdf

1、可編程增益放大器(PGA:Programmable Gain Amplifier)是射頻收發(fā)機中的重要模塊,直接決定了收發(fā)機可以處理的信號動態(tài)范圍。幅度均衡是線性信號處理系統(tǒng)所必需的,以可變增益放大器為核心的自動增益控制環(huán)路可以為其后的基帶模數(shù)轉換器(ADC:Analog-to-Digital)提供恒定的信號功率。為了使自動增益控制環(huán)路的穩(wěn)定時間是一個常數(shù),可變增益放大器的增益須具有dB線性的變化特性。
　　 本文分析和比較了幾

2、種CMOS可變增益放大器的基本結構和優(yōu)缺點,詳細闡述了常用的直流偏移消除技術,并分析其性能特性及其對電路的影響。在前人研究成果的基礎之上,結合無線傳感網(wǎng)絡節(jié)點射頻收發(fā)芯片的要求,基于SMIC0.13μm CMOS工藝設計了一種應用于WSN射頻芯片的可編程增益放大器。該電路采用了一種適于低壓運用的兩級全差分放大器為基礎的閉環(huán)反饋結構的可編程增益放大器,增益是通過改變電阻反饋網(wǎng)絡實現(xiàn)的。由于負反饋具有獨特的優(yōu)點,它可以實現(xiàn)準確的增益值和較好

3、的線性度。其中的運算放大器只有第二級需要共模反饋環(huán)路,頻率補償采用Miller補償?shù)姆椒?。由于可編程增益放大器的增益較高,電路由三級級聯(lián)構成,為了減小直流偏移和低頻噪聲對后續(xù)電路的影響,還分析設計了內(nèi)置于運算放大器的直流偏移消除電路。文中給出了具體的電路設計、版圖設計和仿真結果與分析。后仿真結果表明:在1.2V電源電壓下,該可編程增益放大器的增益變化范圍為0～60dB；增益步長為1dB；直流衰減量可低至20dB；在輸出擺幅為1V時的諧波