用于機(jī)械硬盤讀取通道的可編程增益放大器和低通濾波器研究.pdf

1、本文的研究內(nèi)容是用于機(jī)械硬盤讀取通道的寬帶可編程增益放大器和寬帶大范圍可調(diào)連續(xù)時間低通濾波器。
　　通過對機(jī)械硬盤工作原理和讀取通道模型進(jìn)行分析可以看出，機(jī)械硬盤讀取通道模擬前端中需要同時具有高帶寬、低增益誤差和小增益步長的可編程增益放大器，以及同時具有大可調(diào)范圍和高帶寬的連續(xù)時間低通濾波器。
　　傳統(tǒng)的寬帶可變/可編程增益放大器無法滿足讀取通道對增益誤差的需求，而高增益精度的衰減/增益可變技術(shù)則無法達(dá)到高帶寬或者小步長。本

2、文提出了兩種基于兩級增益控制的可編程增益放大器以同時提供低增益誤差和小增益步長。第一種可編程增益放大器基于雙重反饋網(wǎng)絡(luò)，通過加入補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)改善了電路的高頻性能。第二種可編程增益放大器通過Cherry-Hooper放大器、電感負(fù)載和負(fù)密勒補(bǔ)償電容技術(shù)提高可編程增益放大器的帶寬。兩種可編程增益放大器都采用SMIC0.13μm CMOS工藝進(jìn)行流片，測試結(jié)果表明兩種可編程增益放大器都具有0.1dB的增益步長。它們的帶寬分別達(dá)到600MHz和3.

3、8GHz，增益誤差分別為-0.03dB-0.08dB和-0.05dB-0.04dB。兩種可編程增益放大器都同時滿足了讀取通道對增益誤差和增益步長的需求，而第二種可編程增益放大器還滿足了帶寬需求。
　　傳統(tǒng)的大范圍可調(diào)低通濾波器帶寬有限，而寬帶低通濾波器頻率調(diào)節(jié)范圍則較小。另外許多大范圍可調(diào)低通濾波器都需要品質(zhì)因素調(diào)節(jié)環(huán)路使頻率響應(yīng)特性曲線形狀在不同帶寬下保持一致。本文提出了一種電容完全由寄生電容組成的大范圍可調(diào)寬帶低通濾波器。濾波

4、器中運(yùn)算跨導(dǎo)放大器通過跨導(dǎo)陣列進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過電路設(shè)計使跨導(dǎo)陣列單元的跨導(dǎo)以及寄生電容都和輸入晶體管柵寬成正比。因此可以通過設(shè)計不同運(yùn)算跨導(dǎo)放大器輸入晶體管柵寬之間的比值來獲得恒定的品質(zhì)因素，從而使濾波器在不需要品質(zhì)因素調(diào)節(jié)環(huán)路的前提下，獲得在不同帶寬保持恒定的頻率響應(yīng)曲線形狀。該濾波器采用SMIC0.13μmCMOS工藝進(jìn)行設(shè)計，版圖后仿真結(jié)果表明其頻率響應(yīng)曲線形狀在帶寬從142MHz到1.86GHz變化時保持不變，并且對工藝和溫度變化