超寬帶接收機(jī)中自動(dòng)增益控制芯片的研究與設(shè)計(jì)_開題報(bào)告-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 度。 表1 幾種短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)比較標(biāo)準(zhǔn)頻段信道最高數(shù)據(jù)率最高輸出功率~20MHz54Mb/s20dBm~5~40MHz＞500Mb/s20dBmBT~1MHz1Mb/s20dBmSRD~25KHz200Kb/s10dBmUWB~＞500MHz480Mb/s (3)共存性和保密性好： 。超寬帶接收機(jī)作為超寬帶通信系統(tǒng)的重要組成部分對(duì)系統(tǒng)的通信質(zhì)量有著重要影響，其性能的好壞直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的通信狀況。模擬基帶信號(hào)經(jīng)過自動(dòng)增益控制模塊穩(wěn)定其輸出幅度后，經(jīng)過低通濾波處理再由ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。反之當(dāng)輸入信號(hào)過大的時(shí)候則通過減少可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆鎭矸€(wěn)定其輸出電壓。這種做法雖然可以充分利用數(shù)字基帶算法的靈活性較易實(shí)現(xiàn)指數(shù)增益的特性[5]，但其有兩個(gè)主要缺點(diǎn)：增益不能連續(xù)變化。因此設(shè)計(jì)出高速、低功耗、低復(fù)雜度的超寬帶自動(dòng)增益控制芯片對(duì)UWB技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。傳統(tǒng)的可變?cè)鲆娣糯笃鞔蠖喙ぷ髟诘退侪h(huán)境當(dāng)中，對(duì)帶寬的要求不大，往往只需幾MHz到幾十MHz。(2) 有源電感法[8]：針對(duì)上述電感峰值法的缺點(diǎn)有人提出了有源電感法，它基本思想是采用MOS管與電容和電阻的混了結(jié)構(gòu)作為負(fù)載，調(diào)節(jié)其參數(shù)。所以這種方法也不太適合本課題的需要。 通過調(diào)研對(duì)比我們對(duì)這幾種主要技術(shù)進(jìn)行一個(gè)總結(jié)對(duì)比，如表3所示：表2 不同提高帶寬技術(shù)對(duì)比所用技術(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電感結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單面積較大有源電感面積較小引進(jìn)新的寄生參數(shù)，帶寬提高有限Ftdouble無電感功耗較大CherryHooper無電感適用于輸入信號(hào)較小的情況，增益小有源反饋無電感無明顯缺點(diǎn)通過對(duì)比不同的帶寬提高技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)采用有源反饋法來提高帶寬相對(duì)來說是較優(yōu)的選擇，因?yàn)檫@種方法在提高帶寬的同時(shí)不會(huì)給電路帶來其他明顯的缺點(diǎn)。但另一方面，這個(gè)持續(xù)時(shí)間應(yīng)盡量縮短以充分利用信道帶寬。(1)CMOS亞閾值技術(shù)[7]：當(dāng)CMOS工作在亞閾值區(qū)域的時(shí)候，柵壓同電流之間滿足指數(shù)關(guān)系，這種指數(shù)關(guān)系使得dBlinear的關(guān)系實(shí)現(xiàn)起來比較容易—將控制電壓加載在工作在亞閾值區(qū)域的MOS上就可以實(shí)現(xiàn)。但是這種工藝最大的問題在于成本，BiCMOS工藝成本要遠(yuǎn)高于CMOS工藝。采用這種方法實(shí)現(xiàn)的可變?cè)鲆娣糯笃麟娐芬话阈枰?帶隙基準(zhǔn)、PTAT電流源、電壓電流轉(zhuǎn)換器、指數(shù)電壓產(chǎn)生器等關(guān)鍵模塊，這毫無疑問增加電路了復(fù)雜度同時(shí)電路的功耗也是一個(gè)值得考慮的問題，另一方面采用寄生的晶體管技術(shù)實(shí)現(xiàn)的電路的穩(wěn)定性和性能也不是很穩(wěn)定。另一個(gè)方面如果提高近似度 采用四階近似的泰勒展式來做近似，雖然單級(jí)可以實(shí)現(xiàn)25dB左右的動(dòng)態(tài)范圍，但是實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜[16]，因此對(duì)此的研究也比較少。采用偽指數(shù)近似可以實(shí)現(xiàn)較好的近似，而且也不需要額外的較多的控制電壓產(chǎn)生器，因此這種技術(shù)成為了主要的研究方向[2022]。擬定關(guān)鍵指標(biāo)為：帶寬≥500MHz，動(dòng)態(tài)范圍≥40dB，穩(wěn)定時(shí)間≤600ns，噪聲系數(shù)＜25dB。需要采用適合超寬帶系統(tǒng)的帶寬提高技術(shù)，同時(shí)探索研究一種新的指數(shù)近似關(guān)系來提高增益的線性度。(3)系統(tǒng)穩(wěn)定性和版圖布局研究。目前大部分可變?cè)鲆娣糯笃鞯膸挾季S持在幾十MHz，需要對(duì)提高帶寬的方法進(jìn)行調(diào)研，設(shè)計(jì)出一種適用于本芯片的的提高帶寬的方法。(3)線性度和系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究。研究工作基礎(chǔ) 1. 參與設(shè)計(jì)一套433MHz無線數(shù)據(jù)接受機(jī)板級(jí)(PCB)系統(tǒng)，該接收機(jī)能實(shí)現(xiàn)對(duì)AM和BPSK兩種數(shù)據(jù)調(diào)制方式的接收，熟悉無線接收機(jī)各模塊的工作原理同時(shí)具備一定的硬件調(diào)試能力。發(fā)表1~2篇核心期刊以上的論文。 10
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