本文關(guān)鍵詞：高線性度高速AGC電路分析與設(shè)計(jì)

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【摘要】：隨著現(xiàn)代社會的不斷進(jìn)步,衛(wèi)星導(dǎo)航在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)是我國獨(dú)立自主研發(fā)的全球定位和通信導(dǎo)航系統(tǒng),應(yīng)用前景一片廣闊。接收機(jī)作為導(dǎo)航系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,面對地面復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境,用于信號強(qiáng)度穩(wěn)定的自動增益控制(AGC)就顯得尤其重要。自動增益控制電路,通過檢測信號的大小,調(diào)整放大器增益的大小。根據(jù)檢測信號的不同,一般分為反饋式和前饋式兩種結(jié)構(gòu)。前饋式AGC電路,檢測VGA電路輸入信號幅度大小,調(diào)整VGA增益大小;反饋式AGC電路,檢測VGA電路輸出信號幅度大小,調(diào)整VGA增益大小。由于反饋式AGC電路能夠提供更高的線性度,它的應(yīng)用更加廣泛。但是前饋式AGC電路能夠應(yīng)用在更寬的帶寬內(nèi),而且穩(wěn)定時(shí)間更短。針對北斗地面接收機(jī)的系統(tǒng)應(yīng)用,本文設(shè)計(jì)了一款高線性度高速中頻自動增益控制電路。電路包括增益可變放大器(VGA)、接收信號強(qiáng)度檢測器(RSSI)等模塊,實(shí)現(xiàn)中頻信號的增益自動控制。這款A(yù)GC可以應(yīng)用在中頻濾波器前,減小濾波器的設(shè)計(jì)難度。也可以應(yīng)用在模數(shù)轉(zhuǎn)換器前,減小誤碼率。本文提出的自動增益控制電路,采用“軟開關(guān)”技術(shù)實(shí)現(xiàn)源極衰減電阻,得到高線性度VGA;采用RSSI檢測輸入信號強(qiáng)度,通過前饋模式與VGA結(jié)合,滿足高速要求。RSSI電路檢測輸入信號幅度大小,產(chǎn)生一個(gè)控制信號,經(jīng)過低通濾波器濾波后,控制VGA,調(diào)節(jié)VGA增益大小。由于前饋結(jié)構(gòu)不構(gòu)成反饋環(huán)路,使得AGC電路沒有穩(wěn)定性問題,且穩(wěn)定時(shí)間更短,應(yīng)用帶寬更寬。本文采用TSMC 180nm CMOS工藝完成了電路的原理圖和版圖的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。電路采用1.8V供電,后防真顯示:VGA增益范圍為7dB-52dB,輸出1dB壓縮點(diǎn)可達(dá)5dBm。電路工作的中頻為16MHz,穩(wěn)定時(shí)間恒定1.5μs,消耗電流約為5.5mA。可以滿足中頻電路對于信號幅度穩(wěn)定性的要求。本文提出的前饋式AGC電路,雖然能夠快速響應(yīng)信號的幅度變化,但是僅僅滿足中頻電路的應(yīng)用,實(shí)踐應(yīng)用范圍過窄;相比于數(shù)字AGC電路,本文提出的純模擬AGC的功耗、面積并沒有顯著的減小,還有很大的優(yōu)化空間。在隨后的改進(jìn)工作中,RSSI電路的線性度與功耗可以進(jìn)一步優(yōu)化,VGA增益控制范圍與RSSI檢測范圍進(jìn)一步同步,使得電路效率得到進(jìn)一步提升。
【關(guān)鍵詞】：自動增益控制 VGA RSSI 前饋結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN965.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符號對照表11-12
• 縮略語對照表12-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 常見接收機(jī)結(jié)構(gòu)分類15-18
• 1.1.1 低中頻接收機(jī)15-16
• 1.1.2 零中頻接收機(jī)16-17
• 1.1.3 超外差接收機(jī)17-18
• 1.2 AGC電路設(shè)計(jì)背景18-19
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容19-21
• 第二章 AGC電路基礎(chǔ)21-27
• 2.1 AGC環(huán)路系統(tǒng)參數(shù)23-26
• 2.1.1 反饋AGC環(huán)路23-25
• 2.1.2 前饋AGC25-26
• 2.2 結(jié)論26-27
• 第三章 VGA基本結(jié)構(gòu)27-49
• 3.1 VGA常見結(jié)構(gòu)與原理27-43
• 3.1.1 基于負(fù)載可變的VGA27-28
• 3.1.2 基于可變跨導(dǎo)的VGA28-39
• 3.1.3 閉環(huán)VGA39-43
• 3.2 VGA性能參數(shù)43-49
• 3.2.1 增益控制43-44
• 3.2.2 線性度44-47
• 3.2.3 噪聲系數(shù)47-49
• 第四章 RSSI原理分析49-64
• 4.1 RSSI結(jié)構(gòu)介紹49-50
• 4.2 RSSI主要模塊介紹50-57
• 4.2.1 限幅放大器50
• 4.2.2 整流器50-57
• 4.3 RSSI簡易模型57-64
• 4.3.1 RSSI輸出值58-60
• 4.3.2 RSSI誤差分析60-62
• 4.3.3 RSSI動態(tài)范圍分析62-64
• 第五章 AGC電路模塊設(shè)計(jì)64-73
• 5.1 高線性度模擬VGA電路設(shè)計(jì)與仿真64-69
• 5.2 RSSI電路設(shè)計(jì)69-73
• 第六章 AGC電路模擬仿真和版圖設(shè)計(jì)73-87
• 6.1 AGC電路仿真73-81
• 6.1.1 高線性度寬動態(tài)范圍VGA仿真結(jié)果73-76
• 6.1.2 RSSI電路仿真76-79
• 6.1.3 低通濾波器仿真79-80
• 6.1.4 電平搬移電路仿真80
• 6.1.5 AGC整體仿真80-81
• 6.2 版圖設(shè)計(jì)81-87
• 6.2.1 版圖設(shè)計(jì)規(guī)則81-82
• 6.2.2 版圖設(shè)計(jì)中常見問題82-85
• 6.2.3 版圖實(shí)現(xiàn)85-87
• 第七章 總結(jié)87-89
• 參考文獻(xiàn)89-94
• 致謝94-96
• 作者簡介96-97

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本文編號：830024