在地上数字电视广播（DVB－T）体系的中，因为各种因素的影响，DVB－T调谐器（Tuner）接纳到的信号往往会有较大的强弱改变。这就需求规划一种自动增益操控（AGC）电路，它能依据输入信号的巨细改变调理接纳机的增益，在体系输出端坚持一个安稳的输出信号。在AGC体系中，可变增益扩大器是其中心组成部分，直接决议了体系的功能。一起，因为DVB－T体系选用了比较复杂的OFDM编码方法，因而接纳机有必要有较高的输出信噪比即较低的噪声系数和不低于8MHz的信号带宽。
本文选用TSMC O．18Dm RF CMOS工艺规划了一个适用于DVB－T Tuner的可变增益中频扩大器。该电路完成了对数增益随操控电压接连、近似线性改变和51dB的增益调理规模，一起具有杰出的噪声和线性功能。
1、可变增益扩大器的分类
可变增益扩大器依照增益改变方法的不同能够分为增益步进改变的可编程增益扩大器（PCA，Programmable Gain Amplifier）和增益接连改变的可变增益扩大器（VGA，Variable Gain Amplifier）。PGA运用数字电路操控增益改变，简化了操控电路的规划，可是增益却是离散的。VGA运用模拟信号操控增益，增益能够接连改变，因而能够防止因增益骤变而形成调制信号的接纳解调过错。
2、电路规划
本文规划的可变增益中频扩大器是DVB-T调谐器的最终一级，坐落SAW滤波器之后，中频为36MHz。在此中频卜，扩大器需求有50dB；的增益调理规模、大于8M的带宽和小于12dB的噪声系数。一起在负载为1000Ω的状况下OIP3要大于0dBm。
如图1所示，规划选用了三级级联结构，前两级为可变增益单元，以确保满意的增益动态规模；最终一级为缓冲扩大电路。级间经过电容完成耦合。
2．1可变增益单元电路的规划
本次规划的可变增益单元电路以信号相加式结构为主体，详细电路如图2所示。
电路中差分对NMOS管M1、M2作业在饱满状况，担任将输入端的射频电压信号转变为射频电流信号。
NMOS管M3、M4与M5、M6构成信号相加式结构单元，如图3所示。
其电流增益为
经过调理电压Vcont以完成对电路电流增益GI的操控。跟着Vcont的增大，电路电流增益GI接连单调减小。
一起M1、M4管和M2、M5管别离构成了cascode结构，然后进步了电路的输出阻抗，增大了电路的增益。
电流信号经过电阻R1、R2转化为电压信号输出给下级电路。NMOS管M7、M8与PMOS管M9构成为电流源，担任供给偏置。
2．2操控电压转化电路的规划
体系供给的操控电压VC改变规模为0．1∽1．5V，假如直接把Vc加到M3、M6管的栅极，那么M3、M6管的作业状况就会跟着操控电压Vc的改变产生很大的改变。跟着Vc的下降，M3、M6管将从饱满区进入到线性区，直到截止。因而有必要外加一个操控电压转化电路，将操控电压Vc转化成一个改变规模较小而且确保M3、M6管一直作业在饱满区的电压。电路结构如图4所示。
图中的MO管为作业在线性区PMOS管。
从（5）式能够看出，在增加了操控电压转化电路之后，只需调理电路挑选适宜的参数K，就能得到一个改变规模较小而且确保M3、M6管一直作业在饱满区的电压Vcont.
2．3缓冲扩大电路的规划
因为该可变增益中频扩大器是DVB-T调谐器的最终一级，中频输出信号直接送到片外并驱动片外的解调芯片，因而需求参加一级缓冲扩大电路扩大中频信号并进步中频信号的驱动才能。 缓冲扩大电路如图5所示.NMOS管M10、M11选用共源极衔接。
依据级联电路的线性度公式：
能够知道，最终一级电路的线性度凹凸直接决议了整个可变增益扩大器的线性度。电阻Rs为扩大管M10和M11的源极反应电阻，用来进步扩大器的线性度。
3、仿真成果
本规划的可变增益扩大器选用TSMC 0．18 μ mRF CMOS工艺，仿真软件为ADS2004A，温度为常温。
扩大器对数增益随操控电压的改变状况如图6所示。当操控电压Vc在0．1～1．5V时，电路的对数增益与操控电压Vc呈近似的线性关系。其动态规模为7．4～58．4dB。
噪声系数随操控电压的改变状况如图7所示。当操控电压Vc在0．1～1．5V时，电路最大噪声系数为8．58dB。电路具有杰出的噪声功能。
图8为电路的输出三阶互调点（OIP3）随操控电压的改变状况。在操控电压Vc为0．1～1．5V时，扩大器的OIP3大于0．6dBm，输出ldB紧缩点大于一9dBm。
图9为扩大器在不同频率上的体现。仿真成果表明扩大器3dB带宽为2～156MHz。满意规划需求。
仿真成果总结于表1。
4、定论
本文根据CMOS工艺规划了一种应用于DVB-T调谐器的可变增益中频扩大器。扩大器以信号相加式可变增益单元为根底，外加指数特性的操控电压转化电路，构成一种对数增益能随操控电压近似线性、接连改变的扩大器。仿真成果表明，电路功耗为30mA，3dB带宽为2∽156MHz，增益动态规模7．4∽58．4dB，OIP3大于0．6 dBm，噪声系数小于8．6dB。电路完成了51dB的增益动态规模，具有杰出的噪声和线性功能。
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