寬增益動態(tài)范圍CMOS可變增益放大器設(shè)計.pdf

1、隨著電子和通信技術(shù)的發(fā)展，可變增益放大器（VGA）越來越廣泛地應(yīng)用在磁盤驅(qū)動電路、電視調(diào)諧器和無線通信系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域，起著變化增益、調(diào)整信號動態(tài)范圍和穩(wěn)定信號功率的重要作用。為了實(shí)現(xiàn)低成本和單片化的數(shù)?；旌霞呻娐?，可變增益放大器的設(shè)計需要采用CMOS工藝。目前對可變增益放大器的研究向著低壓低功耗、高線性度、寬增益動態(tài)范圍、低失調(diào)以及優(yōu)異的溫度特性等方面發(fā)展。
　　本文設(shè)計了一種具有較寬增益動態(tài)范圍的CMOS可變增益放大器，可用于

2、低頻和中頻系統(tǒng)且增益連續(xù)可調(diào)。整體電路采用單級的方式實(shí)現(xiàn)，由VGA核心放大器模塊、指數(shù)增益控制模塊和緩沖器組成，具有310MHz的3dB帶寬和62dB的增益 dB線性范圍，功耗5.82mW。本設(shè)計基于 Cadence集成仿真環(huán)境下的SMIC0.18μm CMOS工藝，電源電壓1.8V，采用Hspice進(jìn)行電路的仿真，利用Virtuoso Layout進(jìn)行版圖的設(shè)計工作。
　　論文首先介紹了可變增益放大器的研究意義和發(fā)展趨勢，然后對

3、可變增益放大器的結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行總結(jié)，系統(tǒng)地歸納了在CMOS工藝中實(shí)現(xiàn)指數(shù)控制的方法，提出了本文的設(shè)計方案。根據(jù)改進(jìn)的Gilbert單元結(jié)構(gòu)設(shè)計了VGA核心放大器，這是實(shí)現(xiàn)增益可調(diào)的關(guān)鍵模塊。重點(diǎn)分析和仿真兩種具有提高帶寬作用的有源負(fù)載，通過性能對比，選擇帶交叉耦合對的有源負(fù)載用于VGA核心放大器電路，實(shí)現(xiàn)了約320MHz帶寬下超過70dB的增益可調(diào)范圍。采用CMOS指數(shù)近似技術(shù)設(shè)計了一種具有約60dB指數(shù)控制范圍的CMOS電壓－電壓指數(shù)