增益精確的可變?cè)鲆娣糯笃?/h1>
引 言
可變增益放大器是GPS接收機(jī)中的一個(gè)關(guān)鍵模塊，它與反饋環(huán)路組成的自動(dòng)增益控制電路為模／數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)提供恒定的信號(hào)功率。模擬信號(hào)控制增益的VGA增益連續(xù)變化，但是線性度較差。
這里采用電阻形式的負(fù)反饋的放大器來設(shè)計(jì)一個(gè)0～30 dB增益變化的中頻http://butianyuan.cn/article/188774.htm
對(duì)于VGA電路，IIP3和THD是重要的指標(biāo)，因?yàn)樗妮敵鲂盘?hào)幅度很大。其次，為了實(shí)現(xiàn)寬增益范圍調(diào)節(jié)，同時(shí)保持不同增益輸入功率下恒定的輸出建立時(shí)間，要求VGA的增益與控制電壓成dB線性。VGA增益步長(zhǎng)越小越精確，則對(duì)ADC的要求越降低。在文中，數(shù)字控制的VGA電路提供了30 dB的增益控制范圍，使用7b精確控制增益大小，所耗面積和功耗小。
2 可變?cè)鲆娣糯笃鹘Y(jié)構(gòu)與性能比較
VGA主要分為開環(huán)和閉環(huán)兩種結(jié)構(gòu)。一種常見的開環(huán)結(jié)構(gòu)是文獻(xiàn)[1]采用的Gilbert結(jié)構(gòu)，如圖2所示電路。Ms上加一個(gè)基準(zhǔn)電壓，電壓Vc控制耦合電流的大小，起到改變?cè)鲆娴淖饔?。但是此結(jié)構(gòu)電路堆疊了四層電路，限制了輸出電壓的擺幅，而且此電路不能實(shí)現(xiàn)指數(shù)增益的控制。這些運(yùn)用最廣泛的開環(huán)結(jié)構(gòu)中，可變?cè)鲆娣糯笃髦饕诤?jiǎn)單差分，或者是偽差分對(duì)，使用源極反饋技術(shù)，模擬乘法器和使用二極管連接的MOS管作為負(fù)載等技術(shù)。這些結(jié)構(gòu)最大的問題就是線性度和失真度的問題。
因?yàn)樨?fù)反饋電路具有穩(wěn)定輸出，降低非線性失真的作用，所以閉環(huán)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)更好的線性度。常見的閉環(huán)電路結(jié)構(gòu)中的VGA使用電阻陣列實(shí)現(xiàn)增益控制，例如將電阻和MOS管串聯(lián)，控制MOS管開關(guān)的通斷狀態(tài)實(shí)現(xiàn)阻值的變化，進(jìn)而改變放大器的增益。因?yàn)槔^承電路中的電阻、MOS管開關(guān)都受到工藝、電壓、溫度的影響，難以實(shí)現(xiàn)精確的阻值，所以PGA的增益精度有限。文獻(xiàn)[9]使用電流分割技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了精確的增益控制，文獻(xiàn)[10]對(duì)電阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了改進(jìn)，但是這些電路復(fù)雜，額外電路也增加了功耗。這里在沒有增加任何設(shè)計(jì)復(fù)雜性的情況下，實(shí)現(xiàn)了較為精確的增益控制。
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引 言
可變增益放大器是GPS接收機(jī)中的一個(gè)關(guān)鍵模塊，它與反饋環(huán)路組成的自動(dòng)增益控制電路為模／數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)提供恒定的信號(hào)功率。模擬信號(hào)控制增益的VGA增益連續(xù)變化，但是線性度較差。
這里采用電阻形式的負(fù)反饋的放大器來設(shè)計(jì)一個(gè)0～30 dB增益變化的中頻http://butianyuan.cn/article/188774.htm
對(duì)于VGA電路，IIP3和THD是重要的指標(biāo)，因?yàn)樗妮敵鲂盘?hào)幅度很大。其次，為了實(shí)現(xiàn)寬增益范圍調(diào)節(jié)，同時(shí)保持不同增益輸入功率下恒定的輸出建立時(shí)間，要求VGA的增益與控制電壓成dB線性。VGA增益步長(zhǎng)越小越精確，則對(duì)ADC的要求越降低。在文中，數(shù)字控制的VGA電路提供了30 dB的增益控制范圍，使用7b精確控制增益大小，所耗面積和功耗小。
2 可變?cè)鲆娣糯笃鹘Y(jié)構(gòu)與性能比較
VGA主要分為開環(huán)和閉環(huán)兩種結(jié)構(gòu)。一種常見的開環(huán)結(jié)構(gòu)是文獻(xiàn)[1]采用的Gilbert結(jié)構(gòu)，如圖2所示電路。Ms上加一個(gè)基準(zhǔn)電壓，電壓Vc控制耦合電流的大小，起到改變?cè)鲆娴淖饔?。但是此結(jié)構(gòu)電路堆疊了四層電路，限制了輸出電壓的擺幅，而且此電路不能實(shí)現(xiàn)指數(shù)增益的控制。這些運(yùn)用最廣泛的開環(huán)結(jié)構(gòu)中，可變?cè)鲆娣糯笃髦饕诤?jiǎn)單差分，或者是偽差分對(duì)，使用源極反饋技術(shù)，模擬乘法器和使用二極管連接的MOS管作為負(fù)載等技術(shù)。這些結(jié)構(gòu)最大的問題就是線性度和失真度的問題。
因?yàn)樨?fù)反饋電路具有穩(wěn)定輸出，降低非線性失真的作用，所以閉環(huán)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)更好的線性度。常見的閉環(huán)電路結(jié)構(gòu)中的VGA使用電阻陣列實(shí)現(xiàn)增益控制，例如將電阻和MOS管串聯(lián)，控制MOS管開關(guān)的通斷狀態(tài)實(shí)現(xiàn)阻值的變化，進(jìn)而改變放大器的增益。因?yàn)槔^承電路中的電阻、MOS管開關(guān)都受到工藝、電壓、溫度的影響，難以實(shí)現(xiàn)精確的阻值，所以PGA的增益精度有限。文獻(xiàn)[9]使用電流分割技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了精確的增益控制，文獻(xiàn)[10]對(duì)電阻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了改進(jìn)，但是這些電路復(fù)雜，額外電路也增加了功耗。這里在沒有增加任何設(shè)計(jì)復(fù)雜性的情況下，實(shí)現(xiàn)了較為精確的增益控制。
評(píng)論