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在射频无线通信系统中,接收机的天线所接收到的信号幅度是随时间或地点的不同变化的,可变增益放大器可以将强弱不固定的信号放大到一个合适的、固定的幅度并送入后续电路,在无线通信系统中发挥着重要的作用。本论文设计的可变增益放大器主要用于中国移动多媒体(CMMB)广播系统接收终端中,而CMMB系统是我国具备自主知识产权的框架体系,可变增益放大器作为扩展系统动态范围的重要部件,其研究与设计具有十分重大的意义。
CMMB系统接收终端可以接收来自于卫星的微弱信号,同时还可以接收地面转发站的较强信号。为了使接收终端满足各种应用需求,本论文设计的可变增益放大器基于采用开关控制的源极负反馈电阻阵列的伪差分结构,采用了5级级联结构,具有宽动态增益范围。
本论文着重设计了直流漂移校正电路来消除零中频接收机中直流漂移的影响,并利用OFDM系统中的虚拟子载波的带宽为2.4KHz设置了小于IKHz的高通拐点频率以保证信号的完整性;通过分析直流漂移校正时间的影响因素,设计了基于双带宽电路的加速校正电路,加速后的直流漂移校正时间只有几微秒,大大降低了校正时间;并通过分析引发输出直流漂移变化使之需重新校正的条件,采用增益控制信号边沿触发带宽控制信号的机制设计了带宽控制信号产生电路,实现了直流漂移自动加速校正功能。
本可变增益放大器采用TSMC0.25um IP5M RFCMOS工艺,在仿真与实测中,可变增益放大器的增益动态范围以及直流漂移自动加速校正功能都得到了很好的验证。