CMOS宽带线性可变增益放大器的设计
CMOS宽带线性可变增益低噪声放大器设计
（ ＬＮＡ ） ｄ ｓｇ ． ｉ Ｌ ｅ ｉｎ Ｔｈｓ ＮＡ ｓ ｏ ｉｅ ｔ ｉｎ ｌｓ ｍｍｉｇ ｓ ｕ ｔｒ ， ｏ ｔ ｌｓ ｎ ｌ ｏ ｖ ｒｅ ｎ ｓ ｓ ｉ ｍｂｎ ｄｗｉ ｓｇ ａ—ｕ ｃ ｈ ｎ ｔ ｃｕ ｅ ｃ ｎｒ ｉ ａ ｃ ｎ ｅｔｒａ ｄｕ ｅ ｒ ｏ ｇ
电视广播 （ ＤＶＢ Ｔ）系统 ，信号 频段覆盖 ４ ＭＨｚ — ８ ～ ８ ０ ｚ 文章第一部分分析 了宽带线性可变增益 Ｌ Ａ ６ ＭＨ 。 Ｎ 结构 ，包括增益线性控制原理 、电路输入匹配结构和 噪声特性及 电路的整体结构及相关参数 的确定方秉 第 二部分给出了电路的前后仿真结果 最后是本文的结论 。
维普资讯
第７ ， １ 卷 第 ０期 Ｖｏ ７ １．电子与
封
装
．
Ｎｏ
．
１ ０
Ｅ ＣＴ ＬＥ ＲＯＮＩ ＣＳ ＆ Ｐ ＡＣＫＡＧＩ ＮＧ
总 第５ ４期 ２０ ０ ７年 １ ０月
、
电 路 ｌ 设 计
Ｃ ＭＯＳ宽带线性 可变增 益低 噪声放 大器 设计 术
ｎ ａ ｄａ ｈｅ ｅ ｉｅ ｌ ｇ ｒｔｍ ｉ ａｎｒ ｇ ｆ・ ｄ ｃ ｉｖ ｓａｌ ａ ｏ ａｉ ｎ ｒ ｈ ｃｇ ｉ ａ ｅｏ ５ Ｂ－１ ｄ ａｍ ｉｉ ｕ ｎ ｉｅｆｇ ｒ ｆ ９ Ｂ， 】 ｄ ２ｅ ｓｔ ａ ｎ ８ Ｂ， ｎｍ ｍ ｏ ｓ ｉ ｕ ｅｏ ２．ｄ Ｓ】ａ ｌｓ ｈ ｎ ｎ
一
１ ｄ ｉｐ ｔ ｄ ｍ ｏ ｅｔ ａ 一 ４．ｄ ０ Ｂ，ｎ ｕ Ｐｌ Ｂ ｒ ｈ ｎ １ ５ Ｂｍ ， ｉ ｏ ｓ ｍ ｉ ｇ４ ｗｈ ｌ ｃ ｎ ｕ ｎ ５ｍ Ｗ ｆｏｍ ａ １８Ｖ ｐ ｗｅ ｕ ｐｌ ｅ ｒ ． ｏ ｒｓ ｐ ｙ．
Ｋｅ ｒ ： ｉｅ ａ ｉｂｅｇ ｎ ｌｗ ｏ ｓ ｍｐ ｉ ｅ ； ｏ ｓ ｇ ｒ ； ｄ ｂ ｄ ｍａｃ ｎ ｙｗｏ ｄｓ ｌ ａ ｖ ｒａ ｌ ａ ；ｏ ｎ ｉｅａ ｌｆ ｒ ｎ ｉｅｆ ｕ ｅ ｗｉ ｅ ａ ｔｈ ｇ ｎｒ ｉ ｉ ｉ ｎ ｉ
0.18um数字cmos工艺下的高增益运算放大器设计
0.18um数字cmos工艺下的高增益运算放大器设计
在0.18um数字CMOS工艺下，设计高塔益运算放大器需要考虑到各种因素。
以下是一些设计考虑和技术要素:
1.确定设计目标:首先需要确定设计高增益运算放大器的目标，例如放大器的增益、带宽、功耗等。
这些目标将直接影响设计的选择和决策。
2.选择台适的放大器架构:根据设计目标，选择合适的放大器架构。
例如，可以采用两级或三级放大器架构,以实现较高的增益和带宽。
3.优化输入和输出阻抗:输入和输出阻抗是影响放大器性能的重要因素。
通过优化输入和输出阻抗，可以提高放大器的增益、带宽和线性度。
4.考虑电源电压和功耗:在数字CMOS工艺下，电源电压和功耗是必须要考虑的因素。
通过优化电路设计和选择台适的器件。
可以降低功耗并提高电源效率。
5.考虑工艺偏差和失配:在数字CMOS工艺中，由于制造工艺的偏差和失配，会影响放大器的性能。
因此，在设计时需要考虑到这些因素，并采取相应的措施进行补偿和调整。
6.进行仿真和测试:在设计完成后，需要进行仿真和测试以验证设计的正确性和性能。
通过仿真和测试，可以发现并解决设计中存在的问题，并进行优化和改进。
总之。
在0.18um数字CMOS工艺下设计高增益运算放大器需要综合考虑各种因素。
并进行优化和调整。
通过不断改进和迭代，可以获得高性能、可靠性的放大器设计。
制表：审核：批准：。
《2024年CMOS高性能运算放大器研究与设计》范文
《CMOS高性能运算放大器研究与设计》篇一一、引言随着集成电路技术的飞速发展，CMOS（互补金属氧化物半导体）高性能运算放大器在电子系统中的应用越来越广泛。
其高精度、低噪声、低功耗等特性使得它在信号处理、数据采集、通信等领域发挥着重要作用。
因此，对CMOS高性能运算放大器的研究与设计具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、CMOS运算放大器的基本原理CMOS运算放大器是一种基于CMOS工艺的放大器，其基本原理是利用CMOS管的电压控制电流特性，将输入信号进行放大并输出。
CMOS运算放大器具有高输入阻抗、低输出阻抗、低噪声、低失真等优点，因此在各种电路中得到了广泛应用。
三、高性能CMOS运算放大器的设计要求高性能CMOS运算放大器的设计要求主要包括以下几个方面：1. 高增益：放大器应具有较高的增益，以保证信号的放大效果。
2. 低噪声：放大器的噪声应尽可能低，以保证信号的信噪比。
3. 高精度：放大器的精度应满足应用需求，以保证信号的准确性。
4. 低功耗：在保证性能的前提下，应尽可能降低功耗，以延长电池寿命或减少散热需求。
5. 稳定性：放大器应具有良好的稳定性，以避免自激振荡等问题。
四、CMOS高性能运算放大器的设计方法CMOS高性能运算放大器的设计方法主要包括以下几个方面：1. 选择合适的CMOS工艺：根据应用需求选择合适的CMOS 工艺，以保证器件的性能和可靠性。
2. 设计合理的电路结构：根据设计要求，设计合理的电路结构，包括输入级、输出级、中间级等。
3. 优化电路参数：通过优化电路参数，如增益、带宽、相位裕度等，以提高放大器的性能。
4. 采用低噪声设计技术：采用低噪声设计技术，如噪声匹配、噪声整形等，以降低放大器的噪声。
5. 仿真与测试：通过仿真与测试，验证设计方案的正确性和可行性。
五、CMOS高性能运算放大器的实例设计以一款二阶CMOS运算放大器为例，介绍其设计过程。
首先，根据应用需求确定放大器的性能指标，如增益、带宽、噪声等。
《2024年CMOS高性能运算放大器研究与设计》范文
《CMOS高性能运算放大器研究与设计》篇一一、引言随着电子技术的飞速发展，运算放大器（Op-Amp）在信号处理和数据分析中的应用越来越广泛。
在众多类型的运算放大器中，CMOS（互补金属氧化物半导体）高性能运算放大器因其低功耗、高速度和高精度的特性而备受关注。
本文旨在研究并设计一款CMOS高性能运算放大器，以适应现代电子系统的需求。
二、CMOS运算放大器的基本原理与特点CMOS运算放大器利用互补金属氧化物半导体技术，通过P 型和N型晶体管的组合，实现高精度、低噪声和低功耗的信号处理。
其基本原理是通过差分输入和共源共栅放大的方式，实现信号的放大和传输。
CMOS运算放大器具有以下特点：1. 高精度：由于采用差分输入方式，CMOS运算放大器具有较高的共模抑制比（CMRR），能够有效抑制共模噪声。
2. 低噪声：CMOS器件的噪声性能优异，能够满足低噪声信号处理的需求。
3. 低功耗：CMOS器件具有较低的电压摆幅和较低的静态电流，从而实现低功耗设计。
三、高性能CMOS运算放大器的设计要求为了满足现代电子系统的需求，高性能CMOS运算放大器的设计应遵循以下要求：1. 宽动态范围：能够处理大信号输入范围，并保持较高的增益和精度。
2. 高带宽：具备较快的响应速度，以适应高速信号处理的需求。
3. 低噪声：在保持高增益的同时，尽可能降低噪声性能，提高信噪比。
4. 低功耗：在保证性能的前提下，尽可能降低功耗，延长电池使用寿命。
四、CMOS高性能运算放大器的设计方法针对上述设计要求，本文提出以下设计方法：1. 优化电路结构：采用差分输入、共源共栅放大的电路结构，提高电路的对称性和稳定性。
同时，通过优化晶体管尺寸和偏置电流，提高电路的增益和带宽。
2. 降低噪声性能：通过优化电路布局、减小晶体管失配以及采用低噪声器件等方法，降低电路的噪声性能。
3. 降低功耗：采用低电压摆幅和低静态电流的设计方法，降低电路的功耗。
同时，通过优化偏置电路和电源管理策略，进一步提高功耗性能。
CMOS超宽带毫米波中功率放大器的研究与设计
CMOS超宽带毫米波中功率放大器的研究与设计CMOS超宽带毫米波中功率放大器的研究与设计随着无线通信技术的快速发展，对于高速数据传输和宽带通信的需求也越来越迫切。
而毫米波技术作为实现高速通信和大容量数据传输的一种重要手段，正得到日益广泛的关注和研究。
然而，毫米波频段的应用面临着很多技术挑战，其中之一就是功率放大器的设计与研究。
功率放大器作为无线通信系统中的核心组件之一，其性能对整个系统的稳定性、灵敏度和传输速率等方面有着重要的影响。
而在毫米波频段，由于信号频率高、波长短以及器件尺寸小等特点，设计高性能功率放大器面临诸多技术难题。
CMOS 技术作为一种全面普及的集成电路制造技术，其低功耗、低成本和集成度高的优势使其成为毫米波领域功率放大器研究的重要选择。
CMOS超宽带毫米波功率放大器的设计面临着以下几个关键问题。
首先，由于毫米波频段信号传输存在着较高的路径损耗，因此功率放大器需要具有高增益和高线性度的特点，以保证信号传输质量。
其次，毫米波频段的功率放大器对于宽频带的支持要求较高，能够有效传输大容量的数据。
此外，由于CMOS工艺天然具有低功耗的优势，因此在功率放大器的设计过程中需要有效地平衡功耗和性能。
为了解决上述问题，研究人员提出了一种CMOS超宽带毫米波功率放大器的设计方案。
该方案采用了集成电感和集成减载电容的设计方法，以提高放大器的增益和线性度。
同时，在设计过程中采用了平衡反馈电路，有效地平衡了功率放大器的增益、带宽和稳定性。
此外，还采用了级联放大器的结构，通过布局和连接的优化，进一步提高了放大器的性能。
在设计完成后，通过仿真和实验验证了该设计方案的可行性和性能。
实验结果表明，该CMOS超宽带毫米波功率放大器在30 GHz至100 GHz频段内具有较高的增益和较好的线性度，同时满足了宽频带传输的需求。
而且，在整个功率放大器的设计过程中，实现了较低的功耗和较高的性能平衡。
总之，CMOS超宽带毫米波功率放大器的研究与设计是实现高速通信和大容量数据传输的关键技术之一。
CMOS可变增益放大器的研究和设计
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。文中除已经标明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过 的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者签名： 日期： 年 月 日
学位论文版权使用授权书
Research and Design of the CMOS Variable Gain Amplifier
Candidate: Wang Zhendong Major:
Software Engineering
Supervisor: Prof. Zou Xuecheng
Huazhong University of Science & Technology Wuhan 430074, P.R.China May, 2012
II
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 目 录
摘 要 ....................................................................................................... I Abstract....................................................................................................II 1 1.1 1.2 1.3 1.4 2 2.1 2.2 2.3 2.4 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 4 4.1 绪论 研究背景 ........................................................................................ (1) 研究动机与挑战............................................................................. (2) 国内外研究现状............................................................................. (4) 本论文的组织结构 ......................................................................... (5) 可变增益放大器的设计基础 自动增益控制环路基础.................................................................. (7) VGA 的性能参数 ........................................................................... (8) VGA 的结构................................................................................. (13) 本章小结 ...................................................................................... (20) 模块的分析与设计 设计指标 ...................................................................................... (21) 可变增益级的设计 ....................................................................... (22) 衰减网络的设计........................................................................... (29) 输出缓冲器的设计 ....................................................................... (33) 带隙基准的设计........................................................................... (35) 本章小结 ...................................................................................... (40) 系统仿真 系统结构 ...................................................................................... (41)
具有60dB动态范围的CMOS可变增益放大器设计
－ ● ‘ ＾ ，』．．．．＾．． ＾ ： …
…
一
引言
在无线 通信 系统 中 ， 由于 多径 衰减 、 传输 损耗 等
信道效应以及复杂多变的通信环境等诸多因素的影
响 ，天线 接收 到 的信 号强 度将 波 动不定 。因此需 要
在保证误码率 的前提下压缩接收信 号的动态范围 ，
具有 ６ ０ ｄ Ｂ 动态范围的 】 ＣＭＯＳ可变增益放大嚣设计
李斌
（ 中国电子科技 集团第五十 四研 究所 ， 河北 石 家庄 ， ０ ５ ０ ０ ８ １ ）
摘要 ： 采用 ０ ． １ ８ ｕ ｍ Ｒ Ｆ Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ 工艺设计 了具有指数增益特性的可变增益放 大器 （ Ｖ Ｇ Ａ ） 。 该 电路核心结构
ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ＶＧ Ａ ｃ ｏ ｍｐ ｒ ｉ ｓ ｅ ｓ ｔ ｗｏ ｃ ａ ｓ ｃ ａ ｄ ｅ ｄ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ｇ ａ ｉ ｎ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ ｉ ｓ ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｄ ｅ ｄ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｃ ａ ｓ ｃ ｏ ｄ ｅ ｒｃ ａ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ — ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｌ ｏ ａ ｄ ． ＤＣ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｓ ｍａ ｌｌ ｐ ａ ｒ ａ ｓ ｉ ｔ ｉ ｃ ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｌ ｏ ｗ ａ ｒ ｅ ａ ． ＤＣ ｏ ｆ ｆ ｓ ｅ ｔ
总增 益控 制 范 围大 于 ６ ０ ｄ Ｂ 。 电路 采 用 １ ． ８ Ｖ电源 电压供 电 ， 总 电 流 消耗 为 ９ ｍ Ａ ， 总 芯 片面积 为 ５ ３ ０ ｍ ｘ
CMOS高性能运算放大器研究与设计
CMOS高性能运算放大器探究与设计引言：随着科技的不息进步和应用的广泛推广，运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）作为一种重要的模拟电路器件，得到了广泛的关注和应用。
CMOS （Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术由于其功耗低、集成度高等优势，被广泛应用于运算放大器的探究和设计中。
本文将介绍CMOS高性能运算放大器的探究与设计，主要包括运算放大器的基本原理、运算放大器的基本电路结构、CMOS技术的特点和优势、CMOS高性能运算放大器的设计方法和优化技术等方面。
一、运算放大器的基本原理运算放大器是一种特殊的差动放大器，它能够实现电压放大、电流放大、功率放大等功能。
运算放大器有两个输入端，一个非反相输入端和一个反相输入端；有一个输出端和一个电源端，电源端一般有正电源和负电源两个。
在抱负状况下，运算放大器具有无限的增益、无限的输入阻抗和零的输出阻抗。
但实际状况下，由于运算放大器的内部结构等因素的限制，无法完全满足抱负的条件。
因此，在运算放大器的设计中，需要思量如何提高增益、输入阻抗和输出阻抗等性能指标。
二、运算放大器的基本电路结构运算放大器的基本电路结构由差动放大器、电压放大器和输出级组成。
差动放大器用于实现输入信号的差分放大，电压放大器用于实现信号的放大，输出级用于驱动负载电阻。
差动放大器由两个晶体管组成，一个晶体管作为非反相输入端，另一个晶体管作为反相输入端。
通过调整两个晶体管的尺寸比例，可以实现不同的放大倍数。
电压放大器由级联的共源放大器组成，通过逐级放大，实现信号的放大。
输出级由差分放大器和输出级筛选电路组成，通过差分放大器将信号转化为可驱动负载电阻的电流信号，再经过输出级筛选电路，将电流信号转化为电压信号。
三、CMOS技术的特点和优势CMOS技术是一种基于金属-氧化物-半导体（MOS）结构的半导体制造技术。
与传统的bipolar技术相比，CMOS技术具有以下特点和优势：（1）功耗低：CMOS电路在静态状态下几乎不消耗电流，功耗分外低，适合于低功耗应用的场合。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
国防科学技术大学硕士学位论文CMOS宽带线性可变增益放大器的设计姓名：汪金真申请学位级别：硕士专业：电子科学与技术指导教师：李建成2010-11摘要在射频通信系统中，由于受到诸如障碍物、空气效应等因素的影响引起信号的衰减，信号的接收需要能够处理最大范围的数据转换。
基于这种考虑，在典型的射频系统的前端一般都采用自动增益控制电路。
可变增益放大器(Variable Gain Amplifier, VGA)是自动增益控制(Automatic Gain Control, AGC)电路中的一个关键模块，自动增益控制系统的稳定性和对输入信号的响应灵敏度在很大程度上取决于可变增益放大器的设计性能。
本课题以射频接收芯片的研制为背景，从自动增益控制环路系统入手，分析了自动增益控制电路的基本工作原理，以及可变增益放大器在AGC环路中的地位和作用。
在总结目前CMOS可变增益放大器的主流技术的基础上，设计了一个CMOS宽带线性可变增益放大器，其增益的控制范围为24dB。
根据AGC系统的要求，设计其增益与控制信号成dB-线性关系。
所设计的可变增益放大器由输入匹配电路、控制电压转换电路、主体电路和输出匹配电路四个部分组成。
输入阻抗匹配电路采用带通滤波器技术实现VGA的频带选择，并在频带范围内满足输入阻抗匹配及较低噪声的要求；控制电压转换电路将变化范围较大的控制电压转换成变化范围较小的电压直接控制VGA主体电路，实现增益-控制电压呈dB-线性关系；主体电路将输入信号和控制信号相乘，进而实现增益的连续可调，通过控制输入管漏源电压，在输入信号强度较大时，使输入管工作在饱和区，提供较好的线性度；输出匹配电路采用并联峰值(Shunt-Peaking)结构，通过电感引入零点来补偿因电容引起的增益下降，扩展了带宽，同时采用源极跟随器作放大器的输出级，驱动片外负载。
本设计基于Agilent Technologies公司的ADS2009仿真平台，采用TSMC公司的0.18μm RF CMOS工艺进行仿真。
仿真结果表明，VGA的3dB带宽为570MHz~770MHz。
在带宽570MHz~770MHz及控制电压0.95V~1.13V条件下，输入输出回波损耗S11、S22均小于-10dB，反向隔离度S12小于-50dB，VGA的增益动态范围为-8.9dB~15.9dB，并且增益和控制电压呈现近似的dB-线性关系；噪声系数最小可达到0.34dB，最大不超过10dB；VGA输入三阶交调点(IIP3)的变化范围为-6dBm~5dBm。
同时，平均功耗为11.245mW，波动幅度为0.092mW。
关键词：自动增益控制；可变增益放大器；带通滤波器；信号相加式；并联峰值；源极跟随器ABSTRACTIn radio communication system, because of the attenuation caused by the effect of obstacles, air and other factors, signal reception needs to be able to handle the widest range of data conversion. Based on this consideration, Automatic Gain Control (AGC) circuit is generally adopted in a typical RF front-end system. Variable Gain Amplifier (VGA) is the key module of AGC whose stability and sensibility to input signal depend largely on the performance of variable gain amplifier.This subject is in the background of developing of RF chip. Starting from AGC loop system, AGC’s basic working principle and VGA’ status and role in AGC loop is analyzed. On the basis of concluding the mainstream technology of current CMOS VGA, a wideband linear CMOS VGA is designed and its gain control range is 24dB. According to the requirements of AGC system, VGA’s gain is in dB-linear relationship with control voltage. The designed VGA is composed of input matching circuit, control voltage conversion circuit, Signal Summing structure cell and output matching circuit. Input matching circuit adopts band-pass filter to choose the frequency range, where the requirements of input impedance matching and low noise is met. Control voltage conversion circuit changes a large range of control voltage into a smaller range of voltage in order to directly control the main circuit of VGA and the dB-linear relationship between VGA’gain and control voltage comes true. Signal Summing structure cell multiplies input signal and control signal, thus achieving continuous adjustment of gain. Meanwhile, by controlling the drain-source voltage of the input MOS transistor, good linearity is attained by making the input MOS transistor working in linear area when input signal is strong. Output matching circuit adopts Shunt-Peaking structure, in which the zero point introduced by inductance compensates for the decline of gain caused by capacitor, thus expanding bandwidth. Also, in the output matching circuit, source follower is adopted to drive the external load.The design is based on ADS simulation platform developed by Agilent Technologies and adopts a TSMC 0.18μm RF CMOS process. Simulation results show that VGA’s 3dB-bandwidth is 570MHz~770MHz. In the condition of the bandwidth from 570MHz to 770MHz and the control voltage from 0.95V to 1.13V, input return loss S11 and output return loss S22 are both less than -10dB. Reverse isolation S12 is less than -50dB, gain dynamic range is from -8.9dB to 15.9dB, and VGA’s gain is in approximate dB-linear relationship with the control voltage. The minimum noise figure arrives at 0.34dB, and the maximum noise figure is no more than 10dB. VGA’s input third order intercept point (IIP3) varies from -6dBm to 5dBm. Also, the average power consumption is 11.245mW, and the volatility is 0.092mW.KEYWORD：AGC，VGA，band-pass filter，Signal Summing，Shunt-Peaking，source follower表目录表1.1 VGA产品及其参数一览表 (8)表4.1 VGA性能比较 (60)图目录图1.1 零中频接收机系统框图 (1)图1.2 AGC功能示意图 (2)图1.3 包括可变增益放大器、幅度检测器及环路滤波器的AGC环路结构图 (3)图2.1 AGC环路结构图 (11)图2.2 AGC环路的应用 (12)图2.3 AGC环路行为级框图 (12)图2.4 AGC中环路滤波器结构 (14)图2.5 VGA的典型dB线性增益控制特性 (16)图2.6 1dB压缩点示意图 (17)图2.7 三阶互调示意图 (18)图2.8 非线性系统的三阶互调点示意图 (19)图2.9 电路输入输出信号噪声 (21)图2.10 典型的可变增益放大器噪声系数随控制电压的变化曲线 (21)图3.1 闭环结构的VGA (25)图3.2 跨导放大器和跨阻放大器构成的闭环VGA (26)图3.3 基于二极管连接的负载可变的VGA (27)图3.4 线性区工作的共源共栅结构的VGA (27)图3.5 “共享电流”的线性区共源共栅的VGA (28)图3.6 基于源极负反馈的VGA (29)图3.7 跨导增强型源极负反馈的VGA (29)图3.8 Gilbert单元的构成 (30)图3.9 基于Gilbert单元的VGA (30)图3.10 改进的Gilbert单元VGA (31)图3.11 寄生三极管技术的指数控制电路 (32)图3.12 亚阈值区MOS管技术的指数控制电路 (33)图3.13 利用VGA单元产生内部控制信号的电路 (35)图3.14 本文VGA的结构框图 (36)图3.15 VGA电路结构 (37)图4.1 VGA电路图 (39)图4.2 输入匹配电路 (40)图4.3 AGC的模型结构框图 (41)图4.4 信号相加式单元结构 (43)图4.5 控制电压转换电路 (44)图4.6 VGA主体电路 (46)图4.7 宽带输出匹配的实现方法 (47)图4.8 源极跟随器的小信号等效电路 (48)图4.9 采用带通滤波器实现宽带 (50)图4.10 采用带通滤波器实现宽带的小信号等效电路 (50)图4.11 并联峰值结构 (51)图4.12 并联峰值结构的小信号等效电路 (51)图4.13 通过反馈增大阻抗 (53)图4.14 二极管连接形式的负载 (54)图4.15 采用电流源与二极管连接形式的负载并联 (54)图4.16 修正后的VGA电路 (56)图4.17 VGA正向传输系数仿真结果(V cont：0.95V~1.13V，步长：0.01V) (57)图4.18 VGA反向隔离度仿真结果(V cont：0.95V~1.13V，步长：0.01V) (57)图4.19 VGA输入输出回波损耗仿真结果(V cont：0.95V~1.13V，步长：0.01V). 57图4.20 VGA噪声系数仿真结果(V cont：0.95V~1.13V，步长：0.01V) (58)图4.21 VGA增益-控制电压仿真结果 (58)图4.22 VGA IIP3随控制电压V cont变化的仿真结果 (59)图4.23 VGA功耗随控制电压变化的仿真结果 (59)第一章绪论在数模混合集成电路系统中，处理模拟信号时需要对输入信号进行放大和衰减，可变增益放大器是实现这一功能的重要模块。