运算放大器与开关组成的高精度可编程增益放大器

运算放大器与开关组成的高精度可编程增益放大器史延龄李洪津史小敏（工程兵指挥学院，徐州市，２２１００４）在数字控制系统和计算机控制系统中，常需要把现场微弱信号进行精确放大，放大倍数由逻辑电路或软件控制。这就需要设计或选择高精度增益可编程放大电路。目前，...     

多模多频收发机中可编程增益放大器的设计

设计了一种基于运算放大器和电阻反馈网络的宽带全差分可编程增益放大器.该可编程增益放大器(PGA)采用三级级联结构,实现增益为1～57 dB可变,步长为2 dB.PGA中运放采用零点补偿法扩展带宽,整个PGA带宽达30 MHz.芯片采用IBM 0.13μm标准CMOS工艺实现,电源电压为2.5 V,功耗为62 mW.     

一种低功耗高分辨率可编程增益放大器的设计

该文设计了一种用于零中频接收机的低功耗高分辨率可编程增益放大器。该放大器采用源级电阻负反馈结构,利用跨导增强技术提高了放大器的线性度,并加入补偿电容扩展了带宽,实现了低功耗设计。该可编程增益放大器采用0.25μmCMOS工艺,仿真结果表明,在0.5pF负载电容的情况下,放大器增益动态的范围是0～62dB,2.5V供电电压下最大功耗为2.2mW,增益分辨率达到0.25dB,带宽10MHz,0dB增益时输入三阶交调点为17.9dBm。     

一种高增益的CMOS差分跨导放大器

本文设计了一种可用于∑△A/D转换器的全差分跨导放大器（OTA）。本放大器采用0.6μm工艺实现，其两级间使用共源共栅补偿、并采用了动态共模反馈，其标定动态范围（DR）为82.8dB、开环直流增益为90.9dB，在最坏情况下需要84.3ns以稳定到0.1%的精度。     

CMOS可变增益放大器设计概述

可变增益放大器是模拟单元电路之一,起着变化增益、调整信号动态范围、稳定信号功率的作用.文章综述了CMOS集成可变增益放大器的研究情况;给出了可变增益放大器的定义、应用、分类和主要指标,描述了多种开环和闭环放大器的结构,分析了相应的增益控制方法及其优缺点;说明了在CMOS工艺下实现放大器增益按指数变化的几种途径.最后,介绍了用于无线数字通信,具有宽带、高线性、低电源电压等高性能可变增益放大器的设计实例.     

一种具有精确增益控制的CMOS可编程增益放大器

采用0.13μm RF CMOS工艺,设计了一款具有精确增益步长控制的宽带可编程增益放大器.在传统电阻网络衰减器的基础上,提出了一种新的增益控制方法.该方法采用两个互相重叠的反馈环路,通过改变环路中跨导的比值以实现精细的增益步长控制.测试结果表明,当电源电压为1.2V时,功耗为24 mW,-3 dB带宽为600MHz....     

用于加速度计接口电路的可编程增益放大器

在传统开关电容可编程放大器基础上,利用分时复用、分时输出的技术,设计了一种新型可编程增益放大器。相比传统开关电容可编程放大器,该放大器能实现连续信号输出,实现的全差分结构能有效抑制共模噪声。采用相关双取样技术,消除了失调和低频噪声。采用程序控制开关电容阵列,实现了不同的放大倍数。该放大器采用0.18 μm CMOS工艺,电源电压为3.3 V。仿真结果表明,实现了近似0.05 dB步进、0~17.5 dB的增益变化范围,可调增益达1 024种。在1 kHz频率时,输出噪声为42.68 nV·Hz-1/2。     

一种全差动增益增强型跨导运算放大器

设计了一种低电压全差动增益增强CMOS运算跨导放大器。主运放为一个P管输入的折叠式共源共栅结构,两个辅助运放被设计用来提升电路的输出阻抗和开环增益。主运放采用了一种改进的开关电容共模反馈电路,有更快的建立时间和更高的精度。电路采用中芯国际(SMIC)0.18μm混合信号CMOS工艺设计,1.8 V电压供电,仿真结果表明,运算放大器的开环直流增益为92.2 dB,单位增益带宽可达504 MHz。     

一种用于低边电流检测的可编程增益放大器

基于0.5μm BCD工艺,设计了一种用于低边电流检测的可编程增益放大器（Programmable Gain Amplifier,PGA）。采用了电流模闭环可编程增益放大器结构,将传统电压模反馈电阻网络对采样电路的漏电流影响减小到纳安级别。设计了一种全差分高精度可变跨导放大器,给PGA提供了更加精准的可变增益。仿真结果表明,PGA放大倍数为4时,测量误差为0.2%,PGA放大倍数为256时,测量误差为3.11%,总谐波失真小于0.021%,芯片面积为1.5 mm×1.5 mm。     

一种高增益带宽积CMOS跨导运算放大器

提出了一种高增益带宽积CMOS跨导运算放大器,它采用多级前馈补偿结构。该跨导运算放大器采用调零电阻补偿技术,取消了一个非主极点,以提高电路的增益带宽积。电路采用0.18 μm 标准CMOS工艺进行设计,并采用Hspice工具仿真。仿真结果表明,在1.2 V工作电压下,直流增益为71 dB,增益带宽积为1.4 GHz,功耗为2.2 mW。     

一种用于低中频GPS接收机的CMOS可编程放大器

介绍了一种应用于低中频GPS接收机的CMOS可编程放大器.该放大器通过采用基于差分对简并电路的线性化技术,实现了以6dB为步长的96dB数控增益范围,同时利用工作在亚域值区工作的晶体管代替电阻用于直流偏移校正模块当中有效地节约了芯片面积,仿真结果表明其带宽为300MHz,最大增益时其噪声指数为23.7dB,ⅡP3在最低增益时达到-5dBm,全局增益误差为0.03dB.设计采用了0.18μmCMOS数模混合工艺库实现,面积约为0.097mm2,在1.8V供电电压下,功耗为6.3mW.     

CMOS宽带可编程增益低噪声放大器

给出了一种可应用于中国移动多媒体广播(CMMB)调谐器的宽带(470~860 MHz)可编程增益低噪声放大器。该电路在UMC 0.18μm RF CMOS工艺下实现,芯片面积为0.37 mm2(不包括ESD pad)。芯片测试结果表明,在1.8 V的电源电压下功耗为30.2 mW,该电路可实现-6.8~32.4 dB的增益动态变化范围,0.5 dB步长,最高增益下单端信号噪声系数小于3.8 dB。     

0．18um CMOS可编程增益放大器

介绍了一种基于0．18umCMOS工艺，应用于5GHz无线局域网（WLAN）的可编程增益放大器（PGA）。该PGA采用分级可选放大器的系统结构，核心电路由交叉耦合的共源共栅放大器和电流反馈放大器组成。为消除工艺角偏差对增益精度的影响，设计中加入了增益微调的机制。后仿真结果表明：POA电压增益可在0dB到41dB之间以1dB步长变化，双端输出的电压摆幅为1Vpp，并具有大于10MHz的-3dB带宽和小于21．1mW的静态功耗。     

应用于无线传感网的低功耗PGA设计

可编程增益放大器(PGA)主要应用于无线传感网络射频前端接收机芯片.PGA的设计采用0.18 μm RF CMOS工艺,以负载可编程为基础实现增益可变.PGA电压增益范围1～60 dB,增益步长1 dB,增益误差小于0.5 dB,中心频率为2MHz,3 dB带宽大于3.2 MHz.通过控制放大器尾电流源工作与否来实现功耗管理.当电源电压为1.8 V时,最大功耗为4mw,最小功耗为1.3 mW.通过仿真验证,PGA性能能够满足系统设计要求.     

一种用于大规模无线传感网RF前端电路的dB线性可编程增益放大器

设计了一种应用于大规模无线传感网RF前端芯片的数字控制CMOS可编程增益放大器(PGA).该放大器采用五级增益单元级联结构,每个增益单元采用了固定增益放大器加可编程衰减器的结构,且具有直流漂移抑制功能.增益的变化通过两步完成,R-2R梯形电阻网络实现6dB增益步进,而0.75dB步进由串行电阻网络来完成.后仿真结果表明,放大器的动态范围为10～88dB,0.75dB步进,增益精确度为0.7mdB,最大增益下输出三阶交调点为16.1dBm.可编程增益放大器采用SMIC 0.18μm 1P6M混合信号CMOS工艺实现,核面积约为0.08mm2.     

宽带CMOS可变增益放大器的设计

采用TSMC0.18μm RF CMOS工艺设计实现了一种对数增益线性控制型的宽带可变增益放大器,电路采用两级结构,前级采用电压并联负反馈的Cascode结构以实现良好的输入匹配和噪声性能;后级采用信号相加式电路实现增益连续可调,同时本文设计了一种新型指数控制电压转换电路,解决了射频CMOS电路中,由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器对数增益与控制电压不成线性关系的难题,实现了可变增益放大器的对数增益随控制电压呈线性变化,芯片测试结果表明,电路在1.8V电源电压下,电流为9mA,3dB带宽为430-2330MHz,增益调节范围为-3.3-9.5dB,最大增益下噪声系数为6.2dB,最小增益下输入1dB压缩点为-9dBm。     

宽带CMOS可变增益放大器的设计

采用TSMC 0.18μm RF CMOS工艺设计实现了一种对数增益线性控制型的宽带可变增益放大器.电路采用两级结构,前级采用电压并联负反馈的Cascode结构以实现良好的输入匹配和噪声性能;后级采用信号相加式电路实现增益连续可调.同时本文设计了一种新型指数控制电压转换电路,解决了射频CMOS电路中,由于漏源电流与栅源电压通常不为指数关系而造成放大器对数增益与控制电压不成线性关系的难题,实现了可变增益放大器的对数增益随控制电压呈线性变化.芯片测试结果表明,电路在1.8V电源电压下,电流为9mA,3dB带宽为430～2330MHz.增益调节范围为-3.3～9.5dB,最大增益下噪声系数为6.2dB,最小增益下输入1dB压缩点为-9dBm.     

一种输出电压可编程的闭环CMOS VGA的设计

利用SMIC0．18μm COMS混合工艺,针对无线通信系统中的信号接收机,设计了一个能够工作在40MHz频带内的中频闭环可变增益放大器VGA,它包括可编程的输出电压和数字化的自动增益控制AGC电路。可编程的输出电压使得该VGA能够很好的适应不同应用方案下的动态范围要求,通常情况下,AGC电路依靠DSP基带芯片实现,然而,这里重点讨论从DSP芯片分离出来的数字AGC电路,独立的AGC电路使得VGA和DSP可以各自集中精力于自己的工作,降低部件相关性。该闭环VGA具有20dB增益调整范围。可编程输出AC电压峰峰值Vp-p,能够以每50mV为一档从100mV编程到300mV。