一种指数增益控制宽范围可变增益放大器

３ ０ ． ３ ９ ｄ Ｂ ａ ｎ ｄ ａ － ３ － ｄ Ｂ ｂ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ ｏ ｆ ２ ５ ０ ＭＨｚ ） ， Ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｖ ｏ ｌ ｔ ａ ｇ ｅ ｍ ａ ｋ ｅ ｔ ｈ ｅ ｇ ａ ｉ ｎ ｖ ａ ｒ ｙ ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ — ｉ ｎ — ｄ Ｂ ．
在各种射频应用场合中， 由于发射功率的大小 、 收发距离远近和电波传播衰落等各种因素 的影响 ，
号时， 接 收机 的增 益 能够小 一些 。 我 们采用 自动 增益 控制 电路 （ Ａ Ｇ Ｃ） 来 实现 这一 功能 。
天线从外部接收到的信号的强度变化很大 ，可能从
几微伏至几毫伏【 ｌ Ｊ 。如果接收机增益不变 ， 则信号太
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｗｉ ｄ ｅ ｇ ａ ｉ ｎ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ Ｃ ＭＯＳ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ｗ ｉ ｔ ｈ ｅ ｘ ｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｇ ａ ｉ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｉ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ Ｓ ＭＩ Ｃ ０ ． １ ８ Ｌ Ｌ ｍ Ｃ ＭＯＳ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ．Ｉ ｔ ｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｓ ｔ ｓ ｏ ｆ ａ Ｇｉ ｌ ｂ ｅ ｒ ｔ ｃ ｅ ｌ ｌ ，ａ ｎ ｅ ｘ ｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ，ａ ＤＣ ｃ ａ ｎ ｃ ｅ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ， ａ ｎ ｄ ａ ｓ ｕ ｐ ｅ ｒ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｖ ａ ｉ ｒ ａ ｂ ｌ ｅ ｇ ａ ｉ ｎ ａ ｍｐ ｌ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ； Ｇｉ ｌ ｂ ｅ ｒ ｔ ｃ ｅ ｌ ｌ ； ｅ ｘ ｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ； ｌ ｉ ｎ ｅ ａ ｒ － ｉ ｎ － ｉ ｒ Ｂ
Ｉ … Ｈ【 ｌ 】 国集 成 电 路
Ｃ ｈｉ ｎａ Ｉ ｎｔ ｅ ｇｒ ａｔ ｅｄ Ｃｉ ｒ ｃｕｉ ｔ ■ —■ 一
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一
种指数增益控制宽范围可变增益放大嚣
于金鑫 ， 王志功 ， 徐建
（ 东南大学射频与光 电集成 电路研 究所 ， 南京 ， ２ １ ０ ０ ９ ６ ）
ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗｅ ｒ ． Ａｆ ｔ ｅ ｒ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗｉ ｔ ｈ Ｃａ ｄ ｅ ｎｃ ｅ ， ｔ ｈｉ ｓ ｍ ｐ ａ ｌ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ ｃ ａ ｎ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ａ ｃ ｏ ｎｔ ｉ ｎｕ ｏ ｕ ｓ ｇ ａ ｊ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ｏ ｆ－１ １ ． １ ４～
１ 电路 结 构
图１ 为Ｇ ｉ ｌ ｂ ｅ ｒ ｔ 乘 法器结 构 Ｖ Ｇ Ａ 的整体框 架 表 示为 ：
图。
Ｋ 。 ＝ 器 ，
＝
（ ５ ） 可 以
㈦
Ｋ１ ｄ Ｖ
对式 （ ６） 两边 同时积 分可 以得 到 ：
Ｉ “
２ ５ ０ Ｍ Ｈ ｚ ， 控 制 电压 与增益 成 ｄ Ｂ线性 关 系。
关键词： 可变增益放大器； Ｇ ｉ ｌ ｈ ｅ ｒ ｔ 单元； 指数增益控制； ｄ Ｂ － 线性
Ａ Ｗ ｉ ｄ ｅ Ｇａ ｉ ｎ Ｒａ ｎ ｇ ｅ Ｖａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ Ｇａ ｉ ｎ Ａｍ ｐ ｌ ｉ ｉｅ ｆ ｒ ｗｉ ｔ ｈ Ｅｘ ｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ Ｇａ ｉ ｎ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
＋ｃ
（ ７） （ ８）
： ｅ
其中 ｃ为常数 ， 可以看出输出电压 与控制电
强 时会 造 成 接 收机 的饱 和或 阻塞 ，而 信号 太弱 时 又
Ａ Ｇ Ｃ系统 的稳定性 和对输入信号 的敏感度在
很大 程度 上取 决 于 Ｖ Ｇ Ａ的设计性 能 。 运 用可变 增益 放大 器可 以实现在 不 恶化 系统 噪声 系数 的情况 下提 升系 统 的动态 接 收范 围 ，以实 现系统 设计 所要 求 的
摘要 ： 采用中芯国际 （ Ｓ Ｍ Ｉ Ｃ ） ０ ． １ ８ ｕ ｍ Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 工 艺设计 了一种具有指数增益特性的的宽增益调节范 围的
可 变增 益放 大 器 ， 该放 大器由 Ｇ ｉ ｌ ｂ ｅ ｒ ｔ单 元 、 指 数 电压 转 换 电路 、 直 流 消 除 电路 及 超 级 源 级跟 随 器 组 成 。经 过 Ｃ ａ ｄ ｅ ｎ ｃ ｅ仿真 验证 ， 该放 大器可 以 实现 － １ １ ． １ ４ ｄ Ｂ～３ ０ ． ３ ９ ｄ Ｂ的增 益 连 续 变化 ， 其 － ３ ｄ Ｂ带宽 为
可能会导致信号无法检测 ，因此 ，在接收微弱信号
时， 我们希望接收机有较高的增益， 而在接收较强信
・ 基金项 目： 国际科技交流与合 作专项 （ ２ ０ １ 】 Ｄ Ｆ Ａ １ １ ３ １ ０ ）
ｈ“ ＾ ，＾ … ＾… ； … … 一
低噪声 、 高线性度和可调增益范 围大的性能指标 。
ＹＵ Ｊ ｉ ｎ － ｘ ｉ ｎ ， Ｗ ＡＮＧ Ｚ ｈ ｉ － ｇ ｏ ｎ ｇ ， ＸＵ Ｊ ｉ ａ ｎ
（ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｒ Ｆ － ＆Ｏ Ｅ － Ｉ Ｃ ｓ ， Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｅ ａ ｓ ｔ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ９ ６ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）