WSN節(jié)點射頻芯片中PGA電路設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、可編程增益放大器是自動增益控制環(huán)路的重要組成單元。自動增益控制環(huán)路常被用于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中以增加其接收信號的動態(tài)范圍。本文基于SMIC 0.18μm CMOS工藝設(shè)計了一種應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點射頻收發(fā)SoC芯片的可編程增益放大器。
　　 一個設(shè)計良好的可編程增益放大器必須具有寬的可交增益范圍、精細的增益變化步長、高線性度和低噪聲。在對現(xiàn)有可編程增益放大器調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點射頻收發(fā)單元的要求，本文采用

2、了一種全差分閉環(huán)反饋結(jié)構(gòu)的可編程增益放大器。通過開關(guān)控制的電阻網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)電路的增益可變。由于具有反饋系統(tǒng)的優(yōu)點，這種結(jié)構(gòu)的可編程增益放大器可以實現(xiàn)準確的增益值和較好的線性度。雖然帶寬受限，但是足夠系統(tǒng)的需要。本文通過可變增益級和固定增益級級聯(lián)的方式來獲得較寬的可變增益范圍。當(dāng)電路的增益很高時，一個很小的直流偏移量就會使電路自身或者后續(xù)電路飽和。本文采用一種直流負反饋技術(shù)來消除系統(tǒng)的直流偏移，并闡述了該直流偏移消除電路的設(shè)計要點。電阻網(wǎng)絡(luò)的

3、版圖布局是可編程增益放大器版圖設(shè)計的重要組成部分。電阻網(wǎng)絡(luò)的匹配對可編程增益放大器增益的準確度和單調(diào)性具有重要影響。本文采用局部共質(zhì)心對稱和全局共質(zhì)心對稱的布局方式來保證反饋電阻和輸入電阻之間的匹配以及全差分電路的電阻對之間的匹配。后仿真結(jié)果表明：可編程增益放大器具有0dB～60dB的增益變化范圍，增益變化步長為1dB；各增益組態(tài)下對直流的最小衰減量約為20dB；1dB增益組態(tài)下增益下降小于0.5dB的通帶范圍為10.8Hz～20.15