GNSS接收机带有滤波功能可变增益放大器的设计

传统GNSS前端接收机系统中,可变增益放大器(VGA)不具备滤波功能,大多数选用片外滤波,这样系统增益和集成度降低,而系统集成的波器选频性能有限.为此,设计一种具有滤波功能的可变增益放大器,采用0.5 μm SiGe HBT工艺,可控增益单元与Gm-C滤波单元集成一体,并运用4晶体管回转器结构实现滤波.电路驱动电压为3.3 V,电流为11.7 mA,线性增益控制范围为-26～62 dB,且电压控制范围为0～1.8 V,最小增益下输入1 dB压缩点为-4 dBm.可变增益放大器电路不仅具备大的增益控制范围,而且中频46 MHz处滤波性能良好,提高芯片的集成度,降低系统功耗.     

一种具有温度补偿的宽带CMOS可变增益放大器

设计实现了一个具有温度补偿的宽带CMOS可变增益放大器,该可变增益放大器的核心电路由三级基于改进型Cherry-Hooper结构的可变增益单元级联而成,并通过一种温度系数增强的且可编程的偏置电路和增益控制电路对可变增益放大器的增益进行温度补偿。采用中芯国际0.13μm CMOS工艺流片,测试结果表明可变增益放大器的可变增益范围为-13～27dB,经过温度补偿后,在相同增益控制电压下其增益在0～75°C温度范围内的变化范围不超过3dB。可变增益放大器的3dB带宽为0.8～3GHz,输入1dB压缩点为-50～-21dBm,在1.2V电压下,功耗为21.6mW。     

一种指数增益控制宽范围可变增益放大器

采用中芯国际(SMIC)0.18μm CMOS工艺设计了一种具有指数增益特性的的宽增益调节范围的可变增益放大器,该放大器由Gilbert单元、指数电压转换电路、直流消除电路及超级源级跟随器组成。经过Cadence仿真验证,该放大器可以实现-11.14dB~30.39dB的增益连续变化,其-3dB带宽为250MHz,控制电压与增益成dB线性关系。     

宽带CMOS可变增益放大器的设计

采用TSMC0.18μm RF CMOS工艺设计实现了一种对数增益线性控制型的宽带可变增益放大器,电路采用两级结构,前级采用电压并联负反馈的Cascode结构以实现良好的输入匹配和噪声性能;后级采用信号相加式电路实现增益连续可调,同时本文设计了一种新型指数控制电压转换电路,解决了射频CMOS电路中,由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器对数增益与控制电压不成线性关系的难题,实现了可变增益放大器的对数增益随控制电压呈线性变化,芯片测试结果表明,电路在1.8V电源电压下,电流为9mA,3dB带宽为430-2330MHz,增益调节范围为-3.3-9.5dB,最大增益下噪声系数为6.2dB,最小增益下输入1dB压缩点为-9dBm。     

可变增益的功率放大器单片微波集成电路

根据电压控制增益电路理论及放大器设计原理,设计制作了一种基于GaAs工艺的可变增益功率放大器单片微波集成电路(MMIC)。采用电路仿真ADS软件进行了原理图及版图仿真,研究了增益控制电路在放大器中的位置对性能的影响。最终实现了在6~9 GHz频率范围内,1 dB压缩点输出功率大于33 dBm,当控制电压在-1~0 V之间变化时,放大器的增益在5~40dB之间变化,增益控制范围达到了35 dB。将功率放大器与增益控制电路制作在同一个单片集成电路上,面积仅为3.5 mm×2.3 mm,具有灵活易用、集成度高和成本低的特点,可广泛应用于卫星通信和数字微波通信等领域。     

宽带CMOS可变增益放大器的设计

采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺设计实现了一种对数增益线性控制型的宽带可变增益放大器.电路采用两级结构,前级采用电压并联负反馈的Cascode结构以实现良好的输入匹配和噪声性能;后级采用信号相加式电路实现增益连续可调.同时本文设计了一种新型指数控制电压转换电路,解决了射频CMOS电路中,由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器对数增益与控制电压不成线性关系的难题,实现了可变增益放大器的对数增益随控制电压呈线性变化.芯片测试结果表明,电路在1.8V电源电压下,电流为9mA,3dB带宽为430～2330MHz.增益调节范围为-3.3～9.5dB,最大增益下噪声系数为6.2dB,最小增益下输入1dB压缩点为-9dBm.     

一种用于5G终端增益可调的低噪声放大器设计

针对无线接收机需要对不同强度信号进行不同程度放大的要求,采用WIN公司的0.15 μm GaAs pHEMT工艺设计了一款工作频段为5G通信频段3~5 GHz的可变增益低噪声放大器。该放大器包含两级放大电路,均采用自偏置结构,降低了端口数量,通过调节第二级放大电路的控制电压在0至5 V之间变化,可实现系统增益的连续可调范围约39.3 dB(－3.5~35.8 dB)。放大器版图尺寸为0.94×1.24 mm²。控制电压为0 V时,系统噪声为0.53±0.01 dB,增益为35.5±0.35 dB,中心频点4 GHz处,OP1dB为13.2 dBm,OIP3达到32.7 dBm,表明系统具有良好的线性度。     

应用于DVB-T调谐器的CMOS可变增益中频放大器设计

采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺设计了一种适用于DVB-T调谐器的可变增益中频放大器。该放大器以信号相加式单元为主体电路,采用三级级联结构,实现了对数增益随控制电压连续、近似线性地变化和51dB的增益动态范围。仿真结果表明,在1.8V电源电压下,电路工作电流为30mA,3dB带宽为2-156MHz。增益调节范围为7.4-58.4dB,噪声系数小于8.6dB,输出三阶互调点大于0.6dBm。     

一种30 dB增益范围的CMOS可变增益放大器

采用0.25μm CMOS工艺设计了一种增益动态范围为30dB的可变增益放大器.该可变增益放大器以Gilbert单元为主体电路,在此基础上采用共源共栅结构,以及电流-电压负反馈的形式,极大地提高了电路的放大增益,并采用共模反馈回路,稳定了高阻输出节点的共模电压,还加入了指数控制电路,使增益与控制电压成dB-线性变化.电源工作电压3.3 V,电路功耗15 mW.     

一种应用于DRM/DAB/DVB-H的噪声抵消和IP3改进的CMOS射频前端设计

本文给出了一种应用于数字广播标准的CMOS射频前端电路芯片,其包括宽带低噪声放大器、正交混频器和可变增益放大器,该前端能够支持200kHz-2GHz频率范围内的多种无线通信标准,该电路在没有牺牲其他电路性能包括电压增益和功耗的情况下,改善了NF和IP3。通过噪声抵消技术降低前端的NF,通过差分多栅晶体管结构（DMGTR）提高前端的IP3。dB线性可变增益放大器的增益控制通过采用工作在线性区的PMOS晶体管来实现。芯片采用0.18um CMOS工艺实现。测试结果表明在200kHz-2GHz范围内S11小于-11.4,增益变化范围在250MHz为12-42dB,在2GHz为4-36dB。单边带NF为3.1-6.1 dB。在中等增益情况下IIP3为-4.7-2.0dBm。整个前端在1.8V电源电压情况下功耗仅仅为36mW。     

应用于GPS接收机的宽动态范围连续VGA

针对全球定位系统(GPS)接收机中宽动态范围的要求,提出了一种伪指数近似可变增益放大器(VGA)。该VGA在改进的吉尔伯特单元基础上,采用电压-电流转换电路构成伪指数函数,通过两级级联方式来实现宽线性增益范围,且电路结构对温度不敏感。测试结果表明,当控制电压在0.4~1.45 V变化时,该VGA的线性增益范围为20~80 dB。在50 dB线性增益范围内,增益随温度变化的最大偏差不大于±1.5 dB。     

A novel reconfigurable variable gain amplifier for a multi-mode multi-band receiver

This paper presents a novel approach for designing a reconfigurable variable gain amplifier(VGA) for the multi-mode multi-band receiver system RF front-end applications.The configuration,which is comprised of gain circuits,control circuit,DC offset cancellation circuit and mode switch circuit is proposed to save die area and power consumption with the function of multi-mode and multi-band through reusing.The VGA is realized in 0.18μm CMOS technology with 1.8 V power supply voltage providing a gain tuning...     

一种用于射频接收机的模拟基带电路

设计了一种无线传感网射频接收机中的基带电路,包括滤波器和可变增益放大器(VGA)。滤波器采用5阶切比雪夫型有源RC结构,带宽可调,具有自动调谐功能,能适应制造工艺与环境条件的变化。VGA由2阶放大器与1阶缓冲器组成,每阶放大器拥有一个DCOC环路,用来抑制直流失调,减小增益瞬态变化的稳定时间。采用TSMC 130 nm CMOS工艺进行流片。测试结果表明,供电电压为1.3 V时,滤波器能够涵盖8种带宽。自动调谐模块的调谐范围为±20%,调谐精度为2%。接收机的IIP3为28 dBm,双边带噪声为3 dB。VGA的增益变化范围为-12~56 dB。当VGA的增益瞬态变化量为32 dB时,DCOC的稳定时间小于100 ns。     

Wideband CMOS variable gain amplifier with decibel-linear gain control characteristic

This paper presents a wideband variable gain amplifier (VGA) featuring a decibel-linear gain control characteristic. The decibel-linear gain control function is realized using two VGA cells and a control signal converter. The bandwidth is extended using cascode architecture together with active inductive load. To achieve small parasitic and low area, direct current (DC) coupling is adopted in the circuit while a DC offset cancellation circuit (DCOC) is introduced to cancel the DC offset. Fabricated in a 0.18 μm complementary metal oxide semiconductor (CMOS) process, the chip occupies an area of 0.53 mm × 0.48 mm (including pads) and draws a total current of 9 mA from a 1.8 V supply. The measurement results show that the gain of the VGA varies from -40 dB to 18 dB while the control voltage varies from 0 to 1.8 V, resulting in a total gain control range of 58 dB. The 3 dB bandwidth of the VGA is larger than 260 MHz at maximum gain.     

一种带有外部噪声识别功能的AGC电路的设计

基于红外遥控接收芯片中自动增益控制电路的功能需求及其应用环境,设计了一种能够有效抑制外部环境光干扰、线性度高的自动增益控制电路。该电路在传统自动增益控制电路的设计理念基础上引入外部噪声识别功能,设计的核心子电路包括具有线性增益特性的可变增益放大器、比较器以及利用空闲时间识别外部噪声的信号检测与增益控制电路。电路基于0.25μm标准CMOS工艺设计,使用Hspice软件进行仿真验证。仿真结果表明:电源电压为3~5 V,温度为0~85℃时,可变增益放大器的可控增益范围至少可达-69.5~27.6 dB,且至少具有42 dB的线性增益控制范围。     

A 60-dB linear VGA with novel exponential gain approximation

A CMOS variable gain amplifier (VGA) that adopts a novel exponential gain approximation is presented.No additional exponential gain control circuit is required in the proposed VGA used in a direct conversion receiver.A wide gain control voltage from 0.4 to 1.8 V and a high linearity performance are achieved. The three-stage VGA with automatic gain control (AGC) and DC offset cancellation (DCOC) is fabricated in a 0.18-μm CMOS technology and shows a linear gain range of more than 58-dB with a linearity error less than ± 1 dB. The 3-dB bandwidth is over 8 MHz at all gain settings. The measured input-referred third intercept point (IIP3) of the proposed VGA varies from -18.1 to 13.5 dBm, and the measured noise figure varies from 27 to 65 dB at a frequency of 1 MHz. The dynamic range of the closed-loop AGC exceeds 56 dB, where the output signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR) reaches 20 dB. The whole circuit, occupying 0.3 mm2 of chip area, dissipates less than 3.7 mA from a 1.8-V supply.     

具有温度补偿及dB线性增益控制的单级宽范围CMOS可变增益放大器

提出了一种新颖的宽范围CMOS可变增益放大器结构.利用可变跨导和新颖的可变输出电阻,基于单独可变增益级的放大器可提供80dB的宽范围调节.同时控制电路的设计完成了温度补偿及dB线性增益特性,实现在整个温度及增益调节范围内绝对增益误差小于±1.5dB.基于0.25μm CMOS工艺验证表明,放大器可提供64.5dB的增益变化范围,其中dB线性范围为55.6dB.输入1dB压缩点为-17.5到11.5dBm,3dB带宽为65MHz到860MHz,2.5V电源供电下功耗为16.5mW.     

A single-stage variable-gain amplifier with 70-dB dynamic range for CDMA2000 transmit applications

A variable-gain amplifier (VGA) circuit is presented with a gain range of more than 70 dB in a single stage. Vertical stacking of multipliers in a single-stage VGA results in a considerable saving of power, which is a prime requirement in cellular systems. The gain-in-dB is a linear function of the control voltage and has excellent stability over temperature. The amplifier is a part of a code-division multiple access cellular transmit integrated circuit, and provides good linearity and noise characteristics over a wide range of IF frequencies. The circuit is fabricated in a 30-GHz f/sub t/ BiCMOS technology and consumes 8 mA at 2.7 V.     

一款适用于WCDMA标准的大动态范围SiGe HBT可变增益放大器设计

第三代移动通信标准WCDMA要求放大器增益可调,并且增益动态范围较大.根据这一要求给出了一种基于SiGe HBT具有高动态范围的可变增益放大器(VGA)设计.放大器为三级级联结构,第一级为输入缓冲级,第二级为增益控制级,最后为放大级.VGA的增益控制通过调整第二级的偏置实现.VGA在1.95 GHz频率下,在0～2.7 V增益控制电压变化下,具有44 dB增益变化范围,最大增益49 dB.在最大增益处最小噪声系数为2.584 dB,输入输出电压驻波比低于2,性能良好.