移動(dòng)數(shù)字電視調(diào)諧器射頻芯片關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、移動(dòng)數(shù)字電視調(diào)諧器射頻芯片的設(shè)計(jì)通常面臨以下幾點(diǎn)挑戰(zhàn)：（1）輸入信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍大，需要復(fù)雜的信號(hào)檢測(cè)和增益控制；（2）模擬電視信號(hào)干擾強(qiáng)，基帶濾波器需要很高的帶外抑制；另外，移動(dòng)數(shù)字電視調(diào)諧器射頻芯片傾向于采用零中頻架構(gòu)來(lái)降低系統(tǒng)成本和提高系統(tǒng)集成度，這就需要解決零中頻架構(gòu)中存在的直流失調(diào)問題。本文針對(duì)這些挑戰(zhàn)對(duì)移動(dòng)數(shù)字電視調(diào)諧器射頻芯片展開研究，提出三個(gè)創(chuàng)新的關(guān)鍵技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一款支持DVB-H/CMMB標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)數(shù)字電視調(diào)諧

2、器射頻芯片。
　　首先，為了接收大動(dòng)態(tài)范圍的移動(dòng)數(shù)字電視信號(hào)，調(diào)諧器射頻芯片至少采用2個(gè)自動(dòng)增益控制（Automatic Gain Control,AGC）環(huán)路來(lái)分配整個(gè)接收通路的增益，其中包括射頻自動(dòng)增益控制（RF AGC）和基帶自動(dòng)增益控制（BB AGC）環(huán)路。在RF AGC環(huán)路中，射頻功率檢測(cè)器的精度直接影響射頻前端的增益分配。本文提出一種數(shù)字輔助校準(zhǔn)方法用來(lái)提高傳統(tǒng)均方根（RMS）功率檢測(cè)器的精度，該方法可以消除工藝、電壓

3、和溫度（Process，Voltage and Temperature,PVT）變化以及器件失配引起的檢測(cè)誤差。在BB AGC環(huán)路中，本文提出一種不使用大電容的新型全集成可配置模擬基帶峰值檢測(cè)器，它面積小卻可以檢測(cè)kHz~MHz頻率范圍內(nèi)的信號(hào)。此外，為了檢測(cè)高峰均比（Peak to Average Power Ratio,PAPR）移動(dòng)數(shù)字電視信號(hào)，本文還提出一種不使用電容的基于互補(bǔ)累計(jì)分布函數(shù)（Complementary Cumul

4、ative Distribution Function,CCDF）的數(shù)字峰值檢測(cè)器，它利用異步邏輯對(duì)信號(hào)峰值進(jìn)行采樣，同樣占用很小的芯片面積。
　　其次，為了有效地濾除強(qiáng)模擬電視干擾，本文提出了一種新型的低通濾波器（Low Pass Filter,LPF），即在傳統(tǒng)低階LPF過(guò)渡帶引入零點(diǎn)以獲得高階LPF的鄰道抑制效果，從而節(jié)省了芯片面積和功耗。另外，本文結(jié)合BB AGC環(huán)路提出一種最優(yōu)增益分配算法來(lái)分配這個(gè)新型LPF各級(jí)模塊的增

5、益，保證了該LPF在弱有用信號(hào)伴隨強(qiáng)干擾情況下仍然保持高增益而不飽和，使基帶通路同時(shí)實(shí)現(xiàn)低噪聲系數(shù)（Noise Figure,NF）和高線性度。
　　再次，為了解決零中頻架構(gòu)中的直流失調(diào)問題，本文提出了一種全集成數(shù)字輔助可配置的實(shí)時(shí)直流失調(diào)校準(zhǔn)（DC Offset Calibration,DCOC）技術(shù)，它利用差分信號(hào)正負(fù)電壓時(shí)間差檢測(cè)直流失調(diào)。相比其他DCOC技術(shù)，它不使用電容，占用芯片面積小，可以實(shí)現(xiàn)非常低并且可配置的3dB截

6、止頻率。
　　最后，在上述關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，本文采用TSMC0.18μm CMOS工藝設(shè)計(jì)并流片驗(yàn)證了一款同時(shí)滿足DVB-H/CMMB標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)數(shù)字電視調(diào)諧器射頻芯片。本款芯片采用零中頻架構(gòu)，芯片面積為4.2mm2（不計(jì)頻率綜合器），在1.8V電源電壓下消耗50mA的電流（不計(jì)頻率綜合器）。測(cè)試結(jié)果表明在470～870MHz的輸入頻率范圍內(nèi)，系統(tǒng)最小NF為3.6～4.6dB；不同頻率下的最大轉(zhuǎn)換增益為110～117dB，AGC