应用于图像传感器的低功耗可编程增益放大器设计技术研究

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作者 郭仲杰 胡轩瑜 +1 位作者 郭优美 王艺哲 《固体电子学研究与进展》 2025年第1期67-74,共8页

为了降低超大面阵CMOS图像传感器芯片的平均功耗,基于开关电容放大器的工作机理,提出了一种针对图像传感器前端信号采集与放大模块功耗降低的方法。研究图像传感器光电信号的建立特征,分析信号稳定与偏置电流之间的动态关系,提出以信号... 为了降低超大面阵CMOS图像传感器芯片的平均功耗,基于开关电容放大器的工作机理,提出了一种针对图像传感器前端信号采集与放大模块功耗降低的方法。研究图像传感器光电信号的建立特征,分析信号稳定与偏置电流之间的动态关系,提出以信号高效建立为目标的动态低功耗偏置方法。针对功耗与速度的矛盾问题,提出采用跟随数模转换器(Digital-to-analog converter, DAC)的预置电压改进方法,在降低功耗的同时,提升了速度和精度。该方法已成功应用于一款3.3 V 55 nm CMOS工艺的2 048×2 048阵列规模CMOS图像传感器,完成了具体电路设计与后端物理实现。考虑寄生参数的后仿真验证结果表明,输出电压建立精度为12 bit,输出最大摆幅可到1.6 V,在500帧/秒的高速应用下,单列功耗仅有15.2μW,同时可实现1~4倍的可编程增益,与传统固定偏置方法比较,功耗降低了40%,为高速低功耗的高端超大面阵CMOS图像传感器的设计提供了理论基础。 展开更多

关键词 图像传感器 可编程增益放大器 低功耗 开关电容

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一种应用于高精度ADC的可编程增益放大器的设计

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作者 王思远 梁思思 +1 位作者 李琨 叶明远 《电子与封装》 2024年第10期87-92,共6页

设计了一种应用于高精度ADC的可编程增益放大器(PGA)。整体环路采用可调节的反馈电阻来调节增益,同时适配可调节的反馈电容来稳定环路工作带宽。内部核心运放采用折叠共源共栅级加轨对轨共源级的两级全差分结构,其输入管采用PMOS管来降... 设计了一种应用于高精度ADC的可编程增益放大器(PGA)。整体环路采用可调节的反馈电阻来调节增益,同时适配可调节的反馈电容来稳定环路工作带宽。内部核心运放采用折叠共源共栅级加轨对轨共源级的两级全差分结构,其输入管采用PMOS管来降低噪声,同时使用输入尾电流监控和增益提高技术来提高环路的精度。仿真结果表明,该PGA对3种不同输入幅度的信号处理后,3 dB带宽稳定在13 kHz附近,信噪比均在100 dB以上,符合高精度ADC对前端信号处理的需求。 展开更多

关键词 高精度ADC 可编程增益放大器 低噪声

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加速自校正直流漂移的可编程增益放大器 被引量：1

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作者 易青 杨洪文 +1 位作者 郭桂良 阎跃鹏 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2008年第8期92-95,共4页

设计了一种应用于移动数字多媒体广播系统终端的可编程增益放大器。该可编程增益放大器采用源极反馈电阻可变的差分放大器结构，且带有直流漂移校正电路。分析了校正直流漂移时间的决定因素，通过采用双带宽切换的方法加速校正过程。分... 设计了一种应用于移动数字多媒体广播系统终端的可编程增益放大器。该可编程增益放大器采用源极反馈电阻可变的差分放大器结构，且带有直流漂移校正电路。分析了校正直流漂移时间的决定因素，通过采用双带宽切换的方法加速校正过程。分析了引发输出直流漂移发生变化的因素，设计了增益控制信号触发的双带宽控制信号发生电路。可编程增益放大器采用TSMC0.25μm CMOS工艺。仿真结果表明，放大器的动态范围为30-84db，2db步进，对输入直流漂移的校正效果为-21.45db，加速后的直流漂移校正时间约15ps。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 直流漂移 双带宽 加速自校正

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低功耗恒定带宽可编程增益放大器的设计 被引量：3

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作者 赵亮 《现代电子技术》 北大核心 2015年第12期126-128,共3页

随着无线智能终端功能的不断丰富，可穿戴设备、无线传感器网络、无线手持终端等得到了快速发展，如何降低射频收发机的功耗成为了越来越突出的问题。作为射频收发机重要模块的可变增益放大器，其电路设计的好坏往往直接决定了射频接收... 随着无线智能终端功能的不断丰富，可穿戴设备、无线传感器网络、无线手持终端等得到了快速发展，如何降低射频收发机的功耗成为了越来越突出的问题。作为射频收发机重要模块的可变增益放大器，其电路设计的好坏往往直接决定了射频接收机的总体性能，在此研究并设计一种低功耗恒定带宽可编程增益放大器，该可编程增益放大器主要由2个Gm跨导单元、压控电流衰减器以及电阻阵列构成。采用两个高线性度Gm跨导单元有效减小芯片面积和功耗，并且增益变化不会导致带宽变化。在TSMC 130 nm CMOS工艺下进行了后仿真验证，实验结果显示该可编程增益放大器在1.2 V电源电压下以400μA的电流消耗实现了增益调节范围0~40 dB，增益连续调节，线性度OIP3为18.84 dB，性能良好。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 恒定带宽 低功耗 射频收发机

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可编程增益放大器MCP6S2X在多路信号采集中的应用 被引量：3

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作者 邢丽娟 李胜玉 杨世忠 《国外电子元器件》 2004年第2期71-74,共4页

MCP6S2X系列是MicrochipTechnology公司推出的可编程增益放大器 ,可广泛用于多路模拟传输应用、信号采集、A/D转换驱动和信号测量系统中。文中介绍了MCP6S2X系列的结构和功能 ,并通过多路信号采集电路的比较说明了该芯片的主要特点。最... MCP6S2X系列是MicrochipTechnology公司推出的可编程增益放大器 ,可广泛用于多路模拟传输应用、信号采集、A/D转换驱动和信号测量系统中。文中介绍了MCP6S2X系列的结构和功能 ,并通过多路信号采集电路的比较说明了该芯片的主要特点。最后给出了一个MCP6S2X的实用电路。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 MCP6S2X 多路信号采集 实用电路

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UHF RFID发射机用高精度可编程增益放大器设计 被引量：2

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作者 商龙 张长春 +2 位作者 方玉明 郭宇锋 刘蕾蕾 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2014年第6期133-136,共4页

采用标准0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于超高频射频识别(UHF RFID)发射机的高精度可编程增益放大器(PGA).该PGA由增益细调级和增益粗调级级联形成.增益细调级采用闭环电阻反馈技术,实现了增益的精确控制,并提高了线性度.增益粗调级... 采用标准0.18μm CMOS工艺,设计了一种应用于超高频射频识别(UHF RFID)发射机的高精度可编程增益放大器(PGA).该PGA由增益细调级和增益粗调级级联形成.增益细调级采用闭环电阻反馈技术,实现了增益的精确控制,并提高了线性度.增益粗调级采用开环源极负反馈技术,实现了增益的粗略控制,并降低了功耗.仿真结果表明,在1.8V工作电压下,整个可编程增益放大器的功耗为2.69mW,增益动态范围为-12~24dB,步长为1dB,增益误差【0.02dB;-12dB增益下输入1dB压缩点为-5.54dBm. 展开更多

关键词 可编程增益放大器 UHF RFID发射机 低功耗 高精度

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一种高线性度宽带可编程增益放大器 被引量：2

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作者 柯强 刘欣 +2 位作者 刘昱 王小松 张海英 《电子技术应用》 北大核心 2016年第6期30-33,共4页

设计了一种应用于超宽带无线接收机的高线性度宽带可编程增益放大器(PGA),该PGA采用线性度增强型源简并结构的放大器加电阻衰减网络的结构,增益的调节分两步完成,PGA Core实现6dB增益调节步长,电阻衰减网络实现1dB增益调节步长,PGA Cor... 设计了一种应用于超宽带无线接收机的高线性度宽带可编程增益放大器(PGA),该PGA采用线性度增强型源简并结构的放大器加电阻衰减网络的结构,增益的调节分两步完成,PGA Core实现6dB增益调节步长,电阻衰减网络实现1dB增益调节步长,PGA Core电路采用线性度增强型源简并结构放大器,提高PGA的线性度。PGA采用SMIC 0.18μm混合信号CMOS工艺,1.8 V电源电压供电,仿真结果表明,该PGA增益范围-4~28dB,1dB步进,3dB带宽大于280 MHz,最大增益时输出三阶交调点(OIP3)25.7dBm,噪声系数(NF)22.24dB,总体电路消耗10.4 m A电流,芯片有效面积0.2 mm^2。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 线性度增强放大器 数字控制 宽带

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一种高精度宽带可编程增益放大器设计 被引量：2

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作者 谢祎 卫宝跃 张海英 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2013年第10期110-113,共4页

基于SMIC180m混合信号CMOS工艺，1．8V电源电压供电，设计了一种应用于射频前端芯片的高精度宽带全差分可编程增益放大器（PGA）．该PGA采用四级级联结构，且带有直流失调校准电路和可驱动50Q电阻负载的超级源随器．流片测试结果表明，... 基于SMIC180m混合信号CMOS工艺，1．8V电源电压供电，设计了一种应用于射频前端芯片的高精度宽带全差分可编程增益放大器（PGA）．该PGA采用四级级联结构，且带有直流失调校准电路和可驱动50Q电阻负载的超级源随器．流片测试结果表明，该PGA性能良好，由六位数字控制字实现0～50dB增益范围变化，1dB步进，步长误差小于0．2dB，1dB带宽大于75MHz，3dB带宽大于110MHz，放大电路部分消耗9mA电流，输出buffer电路部分消耗8mA电流。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 直流失调校准 超级源随器 数字控制

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用于DTV接收机的dB线性可编程增益放大器 被引量：1

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作者 曹叶影 王海永 陈杰 《电子器件》 CAS 2008年第3期871-874,共4页

针对DTV零中频接收机的系统要求，通过构造串并联相结合的退化电阻网络设计了一个高线性，宽增益变化范围的dB线性CMOS可编程增益放大器（PGA，Programmable Gain Amplifier）。此可编程增益放大器在SMIC0.18μm CMOS工艺下实现，增益... 针对DTV零中频接收机的系统要求，通过构造串并联相结合的退化电阻网络设计了一个高线性，宽增益变化范围的dB线性CMOS可编程增益放大器（PGA，Programmable Gain Amplifier）。此可编程增益放大器在SMIC0.18μm CMOS工艺下实现，增益变化范围为0-60dB，最小增益步进0.5dB，带6pF电容负载时-3dB带宽为1.5MHz，且带宽恒定。在增益变化范围内，当输出差分峰峰值为1V时，三阶交调失真在-60dB以下。此PGA在3.3V电压下工作，功耗小于4mW。 展开更多

关键词 CMOS放大器 可编程增益放大器 高增益变化范围 高线性度

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一种用于低边电流检测的可编程增益放大器 被引量：3

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作者 李明明 潘文光 《电子设计工程》 2022年第9期189-193,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 电流检测 可编程增益放大器 电流感应放大器 跨导放大器

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提高可编程增益放大器准确度的一种简单方法 被引量：2

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作者 王利丹 《北京电子科技学院学报》 2008年第2期29-31,共3页

数字的可编程性已经成为复杂的混合信号系统里的一个非常必要的特征。可编程增益放大器已广泛应用于各种各样的系统中,它主要用于优化整个系统的动态范围。由于它是用数字信号控制并且有很大的增益范围,所以需要用开关来选择使动态范围... 数字的可编程性已经成为复杂的混合信号系统里的一个非常必要的特征。可编程增益放大器已广泛应用于各种各样的系统中,它主要用于优化整个系统的动态范围。由于它是用数字信号控制并且有很大的增益范围,所以需要用开关来选择使动态范围最大的那个增益。这篇论文讲述了一个简单的方法来提高增益的准确度。这个方法采用开关的并联和电阻的组合作为一个单元,它能使可编程增益放大器的增益和开关的可变电阻无关。我设计了一个可编程增益放大器验证了这个方法的可行性。它用0.18umCMOS技术生产,增益范围是-28～35dB,步长是1dB,有6位数字信号控制,仿真结果表明了精度可达到0.05dB。 展开更多

关键词 增益准确度 负反馈 可编程增益放大器 组合单元

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一种71dB动态范围的低功耗可编程增益放大器 被引量：1

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作者 柳雪晶 陈洋 林平分 《中国集成电路》 2013年第5期62-65,共4页

本文实现了一款应用于电力线通信的可编程增益放大器(PGA)。采用闭环直接耦合方式,动态范围为71dB,调节精度为1dB。为了优化功耗和面积,本文提出了一种新的电阻阵列。该设计在SMIC0.18μm工艺下仿真,结果表明:在35dB增益下输入参考噪声... 本文实现了一款应用于电力线通信的可编程增益放大器(PGA)。采用闭环直接耦合方式,动态范围为71dB,调节精度为1dB。为了优化功耗和面积,本文提出了一种新的电阻阵列。该设计在SMIC0.18μm工艺下仿真,结果表明:在35dB增益下输入参考噪声为20nV/姨Hz;输出电压峰峰值为1V时,THD达到-68dB;最大增益误差为0.11dB;在1.8V的供电电压下,功耗为1mA。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 闭环 电阻阵列 电阻共享.

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基于可编程增益放大器的多路高速数据采集系统设计 被引量：2

13

作者 吴居娟 齐娟 《煤矿现代化》 2007年第5期54-55,共2页

介绍了一种增益可编程的多路高速数据采集系统,该系统以高速FPGA为时序控制器来控制AD9430模数转换器,采用集成可编程增益放大器,提高了系统的分辨率。该系统电路结构简单,对多路高速宽动态范围的数据采集系统,具有一定的通用性,可根据... 介绍了一种增益可编程的多路高速数据采集系统,该系统以高速FPGA为时序控制器来控制AD9430模数转换器,采用集成可编程增益放大器,提高了系统的分辨率。该系统电路结构简单,对多路高速宽动态范围的数据采集系统,具有一定的通用性,可根据系统的需要进行扩展。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 数据采集 FPGA分辨率

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带有DCOC结构的中频可编程增益放大器 被引量：2

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作者 陈曦 王自强 +1 位作者 张春 王志华 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1041-1045,共5页

介绍了一种用于射频识别接收机、能有效消除直流失调的中频可编程增益放大器。单级放大器的仿真结果可提供-10～20dB的增益控制范围,增益步长为2dB,增益误差小于0.3dB。通过在直流失调消除环路中增加一级滤波器的方法,有效地降低了直流... 介绍了一种用于射频识别接收机、能有效消除直流失调的中频可编程增益放大器。单级放大器的仿真结果可提供-10～20dB的增益控制范围,增益步长为2dB,增益误差小于0.3dB。通过在直流失调消除环路中增加一级滤波器的方法,有效地降低了直流失调和低频噪声,在40kHz工作频率下等效输入噪声电压38.04nV/Hz,直流失调消除电路可将输出直流失调量抑制在输入失调量的2%范围以内。电路采用0.18μm1P6MCMOS工艺实现。 展开更多

关键词 增益可编程放大器 直流失调消除环路 低噪声 射频识别

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应用于多模接收机的低功耗可编程增益放大器

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作者 王玉吉 张成 +1 位作者 闫娜 闵昊 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期245-250,共6页

对多模接收机的应用,提出了引入一条闭环伪通路技术结构的可编程增益放大器,在保持一定的线性度及噪声性能的基础上,以较低的功耗实现较大的带宽。该电路增益步长为2 dB,增益变化范围1～39 dB。电路中内嵌了直流失调消除模块防止直流漂... 对多模接收机的应用,提出了引入一条闭环伪通路技术结构的可编程增益放大器,在保持一定的线性度及噪声性能的基础上,以较低的功耗实现较大的带宽。该电路增益步长为2 dB,增益变化范围1～39 dB。电路中内嵌了直流失调消除模块防止直流漂移引起的阻塞。芯片采用SMIC 0.13μm 1P8M RFCMOS工艺实现。测试结果表明,在1.2 V电源电压、电压增益为30 dB情况下,芯片输出三阶交调点为27.5 dBm,在最大增益处的噪声系数为25 dB,核心电路功耗仅为2.8 mW。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 直流失调消除 多模接收机

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一种低功耗高分辨率可编程增益放大器的设计 被引量：1

16

作者 董超 杨虹 《电子质量》 2012年第3期34-35,48,共3页

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... 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。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 低功耗 高分辨率 跨导增强

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一种具有精确增益控制的CMOS可编程增益放大器

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作者 方飞 林楠 +1 位作者 方昊 洪志良 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期484-488,共5页

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... 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1.2 V时,功耗为24 mW,-3 dB带宽为600MHz。在24 dB的增益范围内,增益精度可达0.08 dB。在0 dB和24 dB增益下的IIP3分别为18.8 dBm和-5.57dBm。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 衰减器 精确增益控制

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一种全集成的麦克风可编程增益放大器设计 被引量：3

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作者 阮剑剑 魏聪 陈铖颖 《现代电子技术》 北大核心 2019年第13期173-176,共4页

针对麦克风应用,设计一种全集成、高精度的可编程放大器电路。该电路采用电容增益以及高通滤波器的设计方法,无须片外去耦合电容,实现可编程增益放大器的单片集成。可编程增益放大器电路采用SMIC0.13μm1P8MCMOS工艺实现。完成后仿真结... 针对麦克风应用,设计一种全集成、高精度的可编程放大器电路。该电路采用电容增益以及高通滤波器的设计方法,无须片外去耦合电容,实现可编程增益放大器的单片集成。可编程增益放大器电路采用SMIC0.13μm1P8MCMOS工艺实现。完成后仿真结果表明,在电源电压1V,增益18dB,输入信号频率2kHz,峰峰值50mV时,可编程增益放大器动态范围达到73dB,总谐波失真64dB,整体功耗206μW,满足麦克风全集成、高精度的应用需求。 展开更多

关键词 麦克风 全集成 高精度放大器 可编程增益放大器 晶体管 数字信号处理

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一种高线性度宽带可编程增益放大器设计 被引量：4

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作者 吴进 李春妮 +1 位作者 吴汉宁 李聪 《西安邮电大学学报》 2018年第3期69-74,共6页

基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计一款应用于软件无线电射频收发系统的高线性度宽带可编程增益放大器。采用闭环负反馈结构,通过差分运算放大器电路以及选通无源电阻电容网络实现增益dB线性可调,添加负电容电路扩展带宽,满足高线性度要... 基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计一款应用于软件无线电射频收发系统的高线性度宽带可编程增益放大器。采用闭环负反馈结构,通过差分运算放大器电路以及选通无源电阻电容网络实现增益dB线性可调,添加负电容电路扩展带宽,满足高线性度要求。同时,添加具有四阶巴特沃斯滤波器的直流漂移抑制电路抑制直流偏移。仿真结果表明,该可编程增益放大器在1.8V电源电压下,工作电流为7mA,增益动态范围为-11~20dB,步长为1dB,工作带宽为0~100MHz,输出1dB压缩点为14.8dBm,噪声系数为23dB。能够满足软件无线电射频收发系统的指标需求。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 负反馈 DB线性 宽带 高线性度 直流漂移抑制

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一种宽带可编程增益放大器设计 被引量：4

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作者 张博 王云娜 +1 位作者 孙景业 吴昊谦 《电子设计工程》 2018年第20期119-123,共5页

基于台积电0.18μm工艺,设计一款频率为0～100 MHz的宽带可编程增益放大器(programmable gain amplifier,PGA)。采用闭环反馈结构,主要设计运算放大器(operational amplifier,OPA)、电阻反馈网络、2-4译码器和直流失调校准电路(direct c... 基于台积电0.18μm工艺,设计一款频率为0～100 MHz的宽带可编程增益放大器(programmable gain amplifier,PGA)。采用闭环反馈结构,主要设计运算放大器(operational amplifier,OPA)、电阻反馈网络、2-4译码器和直流失调校准电路(direct current offset cancellation,DCOC)4部分电路。仿真结果表明:该PGA电路的动态范围为0～18 dB,步进为6 dB,带宽为100 MHz,噪声系数(noise factor,NF)低于15 dB,芯片面积为247μm×180μm。 展开更多

关键词 可编程增益放大器 闭环反馈结构 运算放大器 直流失调校准

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