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无线通信应用自动增益控制电路的研究与设计

刘亚茹  
【摘要】:自动增益控制电路(Automatic Gain Control,简称AGC),它可以保证在输入信号幅度变化很大的情况下,使输出信号幅度保持恒定或稳定在较小范围内。AGC广泛应用于有线无线通讯、多媒体装置及医学电子设备等,尤其在无线通信系统中,AGC是接收机中的重要模块。由于信号传输距离不同以及多径衰落的影响,使得接收机的输入信号范围变化很大。因此对于不同幅度的输入信号,要使接收机能正确解调,需要采用自动增益控制电路。本文旨在研究与设计一个应用于无线通信的高性能自动增益控制电路。本文所提出的自动增益控制电路主要模块包括:可变增益放大器(Variable Gain Amplifier,VGA)、中频放大器、峰值检测器和积分器等。采用伪指数方法近似实现可变增益放大器的增益与控制信号之间的dB线性关系。其中中频放大器基于已有的电路设计进行改进,具有更高的增益和宽带宽,峰值检测器使用差分输入带电流镜负载结构的放大器电路来实现保持和跟踪信号。积分器模块由电荷泵和外部电容组成,电荷泵对外部电容进行充放电,改变加载在电容上的电压,从而控制VGA的增益,实现增益可调的功能。本文提出的自动增益控制电路的设计基于0.5μm CMOS工艺,使用Hspice工具进行仿真,最后完成版图设计。电路工作在3.3V的电压下,整体AGC环路提供-80~52dB的动态范围,环路稳定时间为4.3ms,中频电路最大增益能达到80dB,电路的功耗为2.8mW,芯片的面积是1800μm×1800μm。


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