實現(xiàn)寬動態(tài)范圍的開環(huán)可變增益放大器研究與設計.pdf

1、由于在大自然的空氣中存在著各種不可預測的干擾因素，故接收機接收的外部信號的強弱會有不同。為了提高接收效果，一般的通信接收系統(tǒng)都會有自動增益控制電路，而可變增益放大器(Variable Gain Amplifier，VGA)是自動增益控電路的核心部分?？勺冊鲆娣糯笃鞯妮敵鐾ǔ＝o模數轉換器（Analog to Digital Convertor，ADC），可變增益放大器要能夠滿足 ADC性能要求，由此可見可變增益放大器的優(yōu)劣對通信接收系統(tǒng)的

2、性能有很大的影響。
　　首先，本論文分析了無線接收系統(tǒng)中ADC的動態(tài)指標，并結合ADC與VGA之間的關系對VGA的指標進行了分析，并由此給出VGA各項指標的具體要求。在此基礎上介紹了VGA的幾種常見的傳統(tǒng)結構，特別是針對開環(huán)結構的VGA做了詳細說明，重點講解了開環(huán)結構的增益dB線性的控制方式。
　　其次，在深入分析以往 VGA的電路結構和控制方式的基礎上，本論文的VGA基于曲線擬合構建了增益 dB線性的控制方式，設計一個60

3、dB動態(tài)范圍的可變增益放大器，輸入信號的工作頻率在10MHz～70MHz之間。單級VGA采用開環(huán)源極負反饋的電路結構。通過改變源極晶體管柵極電壓來改變晶體管電阻值，從而改變增益。為了使 VGA的增益值不受環(huán)境干擾，VGA的電流源是由恒定跨導電流電路提供的，從而保證了增益的穩(wěn)定性。VGA中串接了高通濾波器，不僅僅減少低頻噪聲的影響，更有利于前后兩級VGA的連接。
　　最后，基于0.13μm/3.3V CMOS工藝仿真，輸入信號的頻率

4、是30MHz，為了使輸出滿擺幅，輸入信號振幅根據增益值而確定。VGA的外部有效增益電壓控制范圍為0.5V~2.1V，在該電壓有效范圍內的-3dB帶寬為71.94MHz~94.684MHz；同時由于高通濾波器的限制，最低帶寬頻率約1MHz；總諧波失真都小于-63dB；噪聲系數的范圍是11.838dB~15.794dB；最大增益值處的噪聲是5.3312nV/sqrtHz，最小增益值處的噪聲是98.625nV/sqrtHz；增益動態(tài)范圍是6.