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.     

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。     

3.1～5.2GHz超宽带可变增益低噪声放大器设计

低噪声放大器是超宽带接收机系统中最重要的模块之一,设计了一种可应用于3.1～5.2GHz频段超宽带可变增益低噪声放大器。电路输入级采用共栅结构实现超宽带输入匹配,并引入电流舵结构实现了放大器的可变增益。仿真基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺。结果表明,在全频段电路的最大功率增益为10.5dB,增益平坦度小于0.5dB,噪声系数小于5dB,输入反射系数低于-15dB,在1.8V电源电压下,功耗为9mW。因此,该电路能够在低功耗超宽带射频接收机系统中应用。     

一种应用于卫星电视调谐器的宽带射频放大器

本文给出了一种应用于直接变频结构的卫星电视调谐器接收机的射频放大器的设计和测试结果。射频放大器由一个宽带低噪声放大器和一个带增益补偿的两级可变增益放大器组成。为了满足系统对线性度的要求,低噪声放大器采用了一种失真抵消技术并增加了大信号输入旁路工作模式。射频放大器采用电阻负反馈和片外电容电感阶梯网络实现宽带匹配。可变增益放大器实现超过80dB的增益控制范围,并带有工艺、电压和温度补偿及增益线性化电路。射频放大器采用3.3V单电源供电,总共消耗26mA电流。芯片采用0.35μm锗硅双极CMOS工艺制成,硅片面积仅0.25mm²。     

一种10 Gbit/s光接收机前置放大器

基于0.18 μm BiCMOS工艺,设计了一种适用于光纤通信的10 Gbit/s光接收机前置放大器。电路由跨阻放大器、两级可变增益放大器、缓冲器、直流偏移消除电路、峰值探测器和自动增益控制环路组成。跨阻放大器采用并联-并联负反馈结构,在满足增益、带宽要求前提下实现低噪声特性。后级放大器引入了增益可变控制,获得宽输入动态范围,同时采用电容简并技术提升带宽。版图后仿真结果表明,在小信号光电流输入下,放大器的差分跨阻增益为10.7 kΩ,-3 dB带宽为7.4 GHz,平均等效输入噪声电流密度为16.9 pA/Hz。可调增益范围在25.2~80.6 dBΩ内,输入动态范围超过40 dB。在3.3 V电压下,静态功耗为166 mW,版图尺寸为764 μm540 μm。     

一种具有温度补偿的宽带CMOS可变增益放大器

设计实现了一个具有温度补偿的宽带CMOS可变增益放大器,该可变增益放大器的核心电路由三级基于改进型Cherry-Hooper结构的可变增益单元级联而成,并通过一种温度系数增强的且可编程的偏置电路和增益控制电路对可变增益放大器的增益进行温度补偿。采用中芯国际0.13μm CMOS工艺流片,测试结果表明可变增益放大器的可变增益范围为-13～27dB,经过温度补偿后,在相同增益控制电压下其增益在0～75°C温度范围内的变化范围不超过3dB。可变增益放大器的3dB带宽为0.8～3GHz,输入1dB压缩点为-50～-21dBm,在1.2V电压下,功耗为21.6mW。     

带有低噪声单端转差分电路的射频增益可控放大器

为了改进传统电路中单端转差分电路的噪声性能,提高传统射频可变增益放大器的覆盖范围和步进精度,该文设计了一种带有低噪声单端转差分电路的射频增益可控放大器。该文利用噪声抵消技术降低了噪声系数,利用电容交叉耦合技术展宽电路带宽,利用输出源级跟随器的增益可调功能实现更高的步进精度。电路采用0.18 mm CMOS工艺,1.8 V供电电源,在170-870 MHz频率信号输入下,可以实现最低3.8 dB的噪声系数,55 dB的动态范围,步进精度0.8 dB,消耗14.76 mW的功耗,面积800 mm×600 mm。测试结果表明在覆盖更宽的频段范围下,该文设计的射频可变增益放大器在消耗相同功率条件下与传统的单端转差分电路相比可以达到更低的噪声系数,同时整个可变增益放大器可以提供更高的步进精度。     

一种电流舵结构大范围连续可变增益LNA

设计了一款应用于4G(TD-LTE)的可变增益低噪声放大器(VGLNA)。输入级采用共栅极跨导增强结构,实现了电路的输入阻抗匹配,并且加入共栅极噪声抵消电路,降低了电路的噪声系数;第2级采用改进型电流舵结构,实现了电路的增益大范围连续可变;输出级采用源跟随器,实现了良好的输出阻抗匹配。基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺,利用安捷伦射频集成电路设计工具ADS2009进行仿真验证。结果表明:在1.88~2.65 GHz频段内,该LNA在2.7~39.3 dB增益范围内连续可变,且输入端口反射系数S₁₁小于－10 dB,输出端口反射系数S₂₂小于－20 dB,最小噪声系数NF为2.6 dB,最大3阶交调点IIP3达到2.7 dBm。     

采用PIN二极管反馈的射频可变增益放大器

射频可变增益放大器大多基于CMOS工艺和砷化镓工艺,通过改变晶体管的偏置电压或建立衰减器增益控制结构实现增益可调.本文采用高性能的射频锗硅异质结双极晶体管,设计并制作了一款射频可变增益放大器.放大器的增益可控性通过改变负反馈支路中PIN二极管的正向偏压来实现.基于带有PIN二极管反馈的可变增益放大器的高频小信号等效电路,本文详细分析了增益可控机制,设计并制作完成了1.8GHz的可变增益放大器.测试结果表明在频率为1.8GHz时,控制电压从0.6V到3.0V的变化范围内,增益可调范围达到15dB;噪声系数低于5.5dB,最小噪声系数达到2.6dB.整个控制电压变化范围内输入输出匹配均保持良好,线性度也在可接受范围内.     

一种用于DVB-C射频调谐器宽带低噪声放大器的设计

设计了一种用于DVB-C射频调谐器的宽带低噪声放大器.低噪声放大器采用了负反馈拓扑结构,用于改善增益平坦度,使用Agilent公司的ADS软件对电路进行了优化设计,测试结果表明,在50～860 MHz有线数字电视全波段内获得了10.7 dB的增益,增益平坦度小于1.2 dB,噪声系数小于3.5 dB,输入电压驻波比小于2,输出电压驻波比小于2.5.     

一种30 dB增益范围的CMOS可变增益放大器

采用0.25μm CMOS工艺设计了一种增益动态范围为30dB的可变增益放大器.该可变增益放大器以Gilbert单元为主体电路,在此基础上采用共源共栅结构,以及电流-电压负反馈的形式,极大地提高了电路的放大增益,并采用共模反馈回路,稳定了高阻输出节点的共模电压,还加入了指数控制电路,使增益与控制电压成dB-线性变化.电源工作电压3.3 V,电路功耗15 mW.     

基于GaAs pHEMT的1.0～2.4 GHz放大衰减多功能芯片

基于0.25 μm GaAs赝高电子迁移晶体管(pHEMT)工艺,研制了一种1.0～2.4 GHz的放大衰减多功能芯片,该芯片具有低噪声、高线性度和增益可数控调节等特点。电路由第一级低噪声放大器、4位数控衰减器、第二级低噪声放大器依次级联构成,同时在片上集成了TTL驱动电路。为获得较大的增益和良好的线性度,两级低噪声放大器均采用共源共栅结构(Cascode)。测试结果表明,在1.0～2.4 GHz频带范围内,该芯片基态小信号增益约为36 dB,噪声系数小于1.8 dB,输出1 dB压缩点功率大于16 dBm,增益调节范围为15 dB,调节步进1 dB,衰减RMS误差小于0.3 dB,输入输出电压驻波比小于1.5。其中放大器采用单电源+5 V供电,静态电流小于110 mA,TTL驱动电路采用-5 V供电,静态功耗小于3 mA。整个芯片的尺寸为3.5 mm×1.5 mm×0.1 mm。     

一款采用有源电感的增益可调且平坦的超宽带低噪声放大器

采用有源电感,设计了一款增益可调且平坦的超宽带低噪声放大器(FTG UWB-LNA)。在输入级,采用具有新型偏置电路和RLC反馈的共基-共射放大器来实现良好的宽带输入阻抗匹配;在放大级,采用由新型有源电感与达林顿结构构成的组合电路,来实现增益的可调性、平坦化和幅度提升。在输出级,采用电阻并联和电流镜偏置的共集放大器,来实现良好的输出阻抗匹配。基于WIN 0.2μm GaAs HBT工艺库,对FTG UWB-LNA进行验证,结果表明：在1-6GHz频带内,增益(S21)可以在21.16dB-23.9dB之间调谐,最佳增益平坦度达到±0.65dB;输入回波损耗(S11)小于-10dB;输出回波损耗(S22)小于-12dB;噪声系数(NF)小于4.08dB;在4V的工作电压下,静态功耗小于33mW。     

新品发布

RF VGA提供增益和功率控制单片射频(RF)可变增益放大器或衰减器(VGA)能提供1MHz～3GHz宽频带具有以dB为单位呈线性60dB增益控制范围,集成了宽带放大器和衰减器,具有60dB动态增益和衰减范围(大约+20dB增益和-40dB衰减),22dBm输出功率水平(1dB压缩点),在1GHz频率和8dB噪声系数下具有+31dBm输出三阶截点。ADIhttp://www.analog.com具有超低抖动的时钟AD951x系列时钟分配芯片集成了低相位噪声的PLL频率合成器内核、可编程分频器和可调延迟单元电路。器件具有亚皮秒抖动的低相位噪声时钟输出,LVPECL时钟输出达800MHz,附加抖动小…     

CMOS宽带线性可变增益低噪声放大器设计

文章设计了一种48MHz~860MHz宽带线性可变增益低噪声放大器,该放大器采用信号相加式结构电路、控制信号转换电路和电压并联负反馈技术实现。详细分析了线性增益控制、输入宽带匹配和噪声优化方法。采用TSMC0.18μm RF CMOS工艺对电路进行设计,仿真结果表明,对数增益线性变化范围为-5dB~18dB,最小噪声系数为2.9dB,S11和S22小于-10dB,输入1dB压缩点大于-14.5dBm,在1.8V电源电压下,功耗为45mW。     

GNSS接收机带有滤波功能可变增益放大器的设计

传统GNSS前端接收机系统中,可变增益放大器(VGA)不具备滤波功能,大多数选用片外滤波,这样系统增益和集成度降低,而系统集成的波器选频性能有限.为此,设计一种具有滤波功能的可变增益放大器,采用0.5 μm SiGe HBT工艺,可控增益单元与Gm-C滤波单元集成一体,并运用4晶体管回转器结构实现滤波.电路驱动电压为3.3 V,电流为11.7 mA,线性增益控制范围为-26～62 dB,且电压控制范围为0～1.8 V,最小增益下输入1 dB压缩点为-4 dBm.可变增益放大器电路不仅具备大的增益控制范围,而且中频46 MHz处滤波性能良好,提高芯片的集成度,降低系统功耗.     

一个具有40dB增益、4.5dB噪声系数的应用于6-7GHz IR-UWB接收机的0.13μm CMOS射频前端设计

本文中使用0.13μm CMOS工艺实现了一款应用于脉冲式超宽带无线电的接收机射频前端电路。由于使用了欠采样的接收机架构,接收机中不再具有混频过程。因此,低噪声放大器和可变增益放大器均需要直接处理宽带射频信号。为了优化噪声和线性度,低噪声放大器使用了具有电容交叉耦合的全差分共栅结构,在1.2V电源下仅消耗了1.8mA电流。低噪声放大器之后,一个具有两级结构的电流引导型可变增益放大器被用来实现增益调节功能。同时,低噪声放大器和两级可变增益放大器共同构成了一个三级参差峰化网络,以提高接收机的总体带宽。测试结果表明,该射频前端模块在6-7GHz带宽内实现了5-40dB的增益调节范围,最小噪声系数和最大输入三阶交调分别达到了4.5dB和-11dBm。电路总体功耗为14mW,使用1.2V电源电压,核心部分芯片面积为0.58mm2.     

64dB二进制增益控制带有DCOC和AB类buffer的可编程增益放大器

本文设计了一款二进制增益控制,带有直流失调消除（DCOC）电路以及AB类输出buffer的可编程增益放大器。该放大器采用二极管连接负载的差分放大器结构,电路性能对温度变化及工艺偏差不敏感。根据测试,通过6位数字信号控制,电路可以实现-2dB ~ 61dB的增益动态范围,增益步长1dB,步长误差在 0.38dB以内,最小3dB带宽为92MHz,在低增益模式下,IIP3可达17dBm,1dB压缩点可达5.7dBm。DCOC电路可使该放大器应用于直接变频接收机中,而AB类输出buffer则降低了电路的静态功耗。     

用于5G-WiFi的可变增益有源巴伦LNA

设计了一款应用于5G-WiFi的可变增益有源巴伦LNA。该LNA输入级在采用共源共栅结构的基础上加入了阻容并联负反馈和源级电感负反馈,在保证低噪声的同时提高了电路线性度;第二级通过编程和改变控制电压实现了增益双调节功能;输出级采用有源巴伦结构实现了信号振幅相同、相位相反的差分输出。电路基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺库仿真,结果表明,在5.8 GHz频率下,电路噪声系数为3.7 dB,最大增益可调节范围为5~20 dB,线性度IIP3达到－2.5 dBm,输入、输出的回波损耗均小于－25 dB。     

GNSS接收机带有滤波功能可变增益放大器的设计

传统GNSS前端接收机系统中,可变增益放大器（VGA）不具备滤波功能,大多数选用片外滤波,这样系统增益和集成度降低,而系统集成的波器选频性能有限。为此,设计一种具有滤波功能的可变增益放大器,采用0．5μmSiGe HBT工艺,可控增益单元与Gm-C滤波单元集成一体,并运用4晶体管回转器结构实现滤波。电路驱动电压为3.3V,电流为11．7mA。线性增益控制范围为-26～62dB,且电压控制范围为0．1．8V,最小增益下输入1dB压缩点为-4dBm。可变增益放大器电路不仅具备大的增益控制范围,而且中频46MHz处滤波性能良好,提高芯片的集成度．降低系统功耗。