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

1、一、摘要論文題目中文超寬帶接收機(jī)中自動(dòng)增益控制芯片的研究與設(shè)計(jì)英文 Study and Design of Automatic-Gain-Control Chip in Ultra-Wide-Band Receiver摘 要（不超過800字）隨著生物醫(yī)學(xué)技術(shù)和多媒體業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，人們對(duì)圖像視頻傳輸、家庭局域網(wǎng)、植入式設(shè)備提出了更高的要求，這種要求迫切需要有一種短距離、低功耗、高數(shù)據(jù)率的無線通信技術(shù)。同現(xiàn)有的通信技術(shù)相比，超寬帶(UWB)技術(shù)具有傳輸速率高、多徑分辨能力強(qiáng)、定位精度高、共存性和保密性好、功耗低等優(yōu)點(diǎn)可以很好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)通信的不足，滿足短距離高數(shù)據(jù)率的通信要求，因此UWB技術(shù)成為當(dāng)

2、今研究的熱點(diǎn)之一。在UWB通信中UWB接收機(jī)是系統(tǒng)的重要組成部分。由于設(shè)備間距離的變化以及通信環(huán)境變化等因素會(huì)導(dǎo)致接收到的信號(hào)幅值在一個(gè)較大的范圍內(nèi)變化進(jìn)而影響到整體設(shè)備的性能，因此提高接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍,加入自動(dòng)增益控制(AGC)模塊是提高UWB通信質(zhì)量、改善誤碼率的保障。本課題從現(xiàn)有文獻(xiàn)調(diào)研入手，對(duì)比不同AGC電路結(jié)構(gòu)，針對(duì)UWB通信中高帶寬、大動(dòng)態(tài)范圍等特點(diǎn)，旨在設(shè)計(jì)一款低功耗、低復(fù)雜度的UWB自動(dòng)增益控制(AGC)芯片。芯片包括UWB可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)、峰值檢測(cè)、運(yùn)算放大器、積分器等關(guān)鍵電路。本次課題需要對(duì)高帶寬VGA、增益線性度、以及系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間等重點(diǎn)問題進(jìn)行研究。擬定芯片關(guān)鍵指

3、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。關(guān)鍵詞中文超寬帶 自動(dòng)增益控制 可變?cè)鲆娣糯笃饔⑽腢WB/ Automatic-Gain-Control/ Variable Gain Amplifier1、關(guān)鍵詞數(shù)量不少于三個(gè)； 2、關(guān)鍵詞之間空一格（英文用/分隔）二、立題依據(jù)1、研究意義2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀3、主要參考文獻(xiàn)及出處1、研究意義超寬帶(UWB)通信的最初形式為直接利用脈寬為納秒或亞納秒級(jí)的脈沖作為信息載體的沖擊無線電技術(shù)。最開始UWB技術(shù)主要用于軍事上的雷達(dá)和低截獲的無線系統(tǒng)。隨著微電子器件的高速發(fā)展，UWB技術(shù)開始逐漸應(yīng)用于民用領(lǐng)域，在國(guó)際上掀起了

4、對(duì)其研究、開發(fā)和應(yīng)用的熱潮，并被認(rèn)為是下一代無線通信的革命性技術(shù)1。為了促進(jìn)和規(guī)范UWB技術(shù)的發(fā)展，2002年4月，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)發(fā)布了UWB設(shè)備的初步規(guī)范，并重新對(duì)UWB做了定義。所謂超寬帶，根據(jù)FCC的定義2，是指信號(hào)的-10dB相對(duì)帶寬大于20%，或在傳輸?shù)娜魏螘r(shí)刻信號(hào)的絕對(duì)帶寬不小于500MHz。這里相對(duì)帶寬定義為： (1)式中，為fH和fL分別為信號(hào)的高端和低端頻點(diǎn)(按10dB計(jì)算）。根據(jù)FCC的規(guī)定，室內(nèi)UWB通信的實(shí)際使用頻譜范圍為3.110.6Hz，并在這一范圍內(nèi)有效各向同性發(fā)射功率(effective isotropic radiated power，EIRP)

5、不超過-41.3dBm/MHz（美國(guó)放射噪聲規(guī)定值）。相對(duì)于傳統(tǒng)通信UWB有以下幾大優(yōu)勢(shì)：(1)傳輸速率高：根據(jù)香農(nóng)定理在加性白噪聲(AWGN)信道中，考慮所有可能的編碼技術(shù)，系統(tǒng)無誤差(或者非常低的誤比特率)傳輸速率的上限為： (2)其中，C是信道容量，BW是信道帶寬，Ps是接收到的信號(hào)的平均功率，N0是噪聲功率譜密度。在UWB系統(tǒng)中，信號(hào)帶寬高達(dá) 500MHz7.5GHz，因此盡管協(xié)議規(guī)定的信號(hào)功率譜密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他通信系統(tǒng)，UWB系統(tǒng)仍能在短距離上實(shí)現(xiàn)幾百M(fèi)b/s至 1Gb/s的傳輸速率。(2)多徑分辨能力強(qiáng)，定位精度高：在窄帶系統(tǒng)中，多徑衰落是惡化接收機(jī)誤比特率的一個(gè)重要原因。而UWB

6、信號(hào)采用持續(xù)時(shí)間極短的窄脈沖，有很強(qiáng)的時(shí)間和空間分辨能力，因此UWB信號(hào)的多徑分辨率極高。 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802.11g2.42.485GHz20MHz54Mb/s20dBm802.11n2.42.485GHz55.825GHz40MHz500Mb/s20dBmBT2.42.485GHz1MHz1Mb/s20dBmSRD433.05434.79MHz25KHz200Kb/s10dBmUWB3.110.6GHz500MHz480Mb/s-41.3dBm (3)共存性和保密性好： UWB的最高輻射譜密度小于-41.3dB/MHz。由于這個(gè)值甚至低

7、于環(huán)境噪聲，UWB信號(hào)對(duì)其他通信系統(tǒng)的干擾可以視為寬帶白噪聲，因此UWB系統(tǒng)和其它通信系統(tǒng)有良好的共存性。同時(shí)，由于UWB信號(hào)低于環(huán)境噪聲，很難被其他接收機(jī)截獲，只有自身的接收機(jī)能解調(diào)信號(hào)，因此UWB信號(hào)有很好的保密性3。 圖1 UWB信號(hào)與其他信號(hào)在無線頻譜中共存UWB在短距離無線通信中具有巨大優(yōu)勢(shì)，在生物醫(yī)學(xué)、無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN)、智能多媒體家庭網(wǎng)、安全和軍事等很多領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用前景。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。概括來說UWB接收機(jī)可以分為相關(guān)接收機(jī)和非相關(guān)接收機(jī)兩大類。下面將以IR-UWB非相關(guān)

8、接收機(jī)系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)要分析其工作原理。圖2 IR-UWB非相關(guān)接收機(jī)超寬帶信號(hào)經(jīng)天線接收、低噪聲放大器后被送入相關(guān)器，通過自相關(guān)運(yùn)算得到模擬基帶信號(hào)。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)。在通信系統(tǒng)中由于多徑衰減、通信環(huán)境變化等各種原因，接收機(jī)的輸入信號(hào)變化范圍在幾微伏到幾十毫伏，這個(gè)變化范圍稱為接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。為了防止強(qiáng)信號(hào)引起的過載，需要增大接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，這就要有增益控制電路。自動(dòng)增益控制的基本原理可以簡(jiǎn)單描述為：當(dāng)輸入可變?cè)鲆娣糯笃鞯男盘?hào)減弱時(shí)，峰值檢測(cè)器檢測(cè)到一個(gè)較小的峰值，該峰值經(jīng)過平滑后與以固定電平進(jìn)行比較，其結(jié)果經(jīng)過積分器

9、后作為控制電壓返回給可變?cè)鲆娣糯笃鱽硖岣呖勺冊(cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆鎻亩€(wěn)定其輸出電壓。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。 圖3 AGC功能原理圖自動(dòng)增益控制模塊(AGC)是UWB通信系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)提高接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍，改善誤碼率和減輕后級(jí)ADC設(shè)計(jì)難度具有重要作用。現(xiàn)有的AGC帶寬大多較窄，主要應(yīng)用于窄帶通信系統(tǒng)中4，無法滿足超寬帶系統(tǒng)的要求。為數(shù)不多的應(yīng)用于超寬帶的AGC往往采用數(shù)字控制法即在數(shù)字基帶中采用DSP數(shù)字算法處理然后返回給可編程增益放大器來調(diào)整增益。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)：

10、1、增益不能連續(xù)變化。可編程增益放大器的增益以一定的步長(zhǎng)來改變?cè)鲆?，增益調(diào)控精度和電路復(fù)雜度存在明顯的折中關(guān)系。另一方面在UWB系統(tǒng)中，信號(hào)的極大帶寬限制了ADC采樣的精度，因此數(shù)控VGA可調(diào)增益值的離散性引入的噪聲會(huì)對(duì)接收機(jī)的性能造成較大影響6；2、反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)。數(shù)字控制AGC需要在基帶經(jīng)過一段時(shí)間的采樣、計(jì)算、判斷才能確定出前端可編程增益放大器合適的增益，反應(yīng)時(shí)間和控制精度中也存在明顯的折中關(guān)系。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。2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前自動(dòng)增益控制的研究主要集中在窄帶系統(tǒng)中，如無線通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、硬盤驅(qū)動(dòng)和助聽器等系統(tǒng)中

11、，對(duì)超寬帶自動(dòng)增益控制研究很少。要在超寬帶通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制主要需要解決兩個(gè)問題：1、高帶寬；2、可變?cè)鲆娣糯笃髦兄笖?shù)增益的實(shí)現(xiàn)。2.1 帶寬提高技術(shù)現(xiàn)狀可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)作為自動(dòng)增益控制模塊中的核心模塊，對(duì)系統(tǒng)的性能具有決定性的作用。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。但是在超寬帶接收機(jī)中，采用的脈沖為納秒甚至亞納秒級(jí)別的，這種通信方式對(duì)VGA的帶寬提出了新的要求，使得我們必須采用相關(guān)技術(shù)來提高VGA的帶寬。經(jīng)過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前研究提高帶寬的方法主要有以下幾種：(1) 電感峰值法7 ：電感峰值法的思想比較簡(jiǎn)單，僅僅是在輸出端

12、負(fù)載一個(gè)電感，調(diào)節(jié)該電感的感值使其與負(fù)載端的電容在特定頻率下諧振從而達(dá)到了提高帶寬的方法。這種方法實(shí)現(xiàn)起來較簡(jiǎn)單提高帶寬效果比較明顯，但是其最大的問題在于引入的電感大大增加了芯片的面積，增加了成本。(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)。在一定頻率下從輸出端看過去得到的該負(fù)載表現(xiàn)出電感的特性從而可以用來與輸出電容諧振，提高可變?cè)鲆娣糯笃鞯膸挕?3) Cherry-Hooper結(jié)構(gòu)9：這種提高帶寬的技術(shù)是以犧牲放大器增益為代價(jià)的，并且這種放大器的線性度較差，適合放在前端輸入信號(hào)較小的情況下使用。自動(dòng)

13、增益控制電路處在模擬鏈路的后端需要處理較大輸入信號(hào)量，對(duì)電路的線性度要求較高。所以這種方法也不太適合本課題的需要。(4)有源反饋法10：通過求解系統(tǒng)傳輸函數(shù)的方法來求解其帶寬。這種方法的關(guān)鍵在于傳輸函數(shù)的推導(dǎo)，過程比較復(fù)雜，但是提高帶寬效果比較好。其他的提高帶寬的技術(shù)還有(5) 源級(jí)退化電容11；(6) fT加倍法11等。 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Ft-double無電感功耗較大Cherry-Hooper無電感適用于輸入信號(hào)較小的情況，增益小有源反饋

14、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)。2.2 指數(shù)增益技術(shù)現(xiàn)狀為了對(duì)輸入信號(hào)中的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)無錯(cuò)恢復(fù)，AGC電路需要將輸入信號(hào)的振幅調(diào)節(jié)到某一特定的范圍。振幅獲取過程一般發(fā)生在前同步信號(hào)中，前同步信號(hào)之后將傳輸有用的數(shù)據(jù)。因此，AGC環(huán)路穩(wěn)定時(shí)間必須小于前同步信號(hào)的持續(xù)時(shí)間，否則將造成前同步信號(hào)之后的有用數(shù)據(jù)丟失。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。若 AGC環(huán)路穩(wěn)定時(shí)間是輸入信號(hào)振幅的函數(shù)，則前同步信號(hào)的持續(xù)時(shí)間必須比AGC電路的最長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)，而一般數(shù)字通信系統(tǒng)

15、中前同步信號(hào)的持續(xù)時(shí)間是確定的。因此，為了優(yōu)化系統(tǒng)性能，AGC環(huán)路穩(wěn)定時(shí)間必須精確定義且與輸入信號(hào)振幅無關(guān)12，這就要求可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆嫱刂齐妷杭嬖谥笖?shù)關(guān)系5。在CMOS工藝當(dāng)中增益與控制電壓的指數(shù)關(guān)系較難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)镸OS管本身為平方率器件，經(jīng)過調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)指數(shù)增益的實(shí)現(xiàn)往往通過以下幾種方法來實(shí)現(xiàn)。(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dB-linear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)。但是這樣方法有它一個(gè)最大的：工作在亞閾值狀態(tài)的MOS管中往往電流會(huì)比較小，這使得它對(duì)相關(guān)

16、電容的充放電速度變慢因此電路的工作速度會(huì)降低，帶寬較窄。所以這種方法不適合用在帶寬很寬的超寬帶接收機(jī)。(2)BiCMOS工藝13：利用BiCMO中的BJT晶體管中的電流與電壓的指數(shù)關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)指數(shù)電壓增益關(guān)系采用BiCMOS工藝來可以容易的實(shí)現(xiàn)指數(shù)增益，而且性能相對(duì)來說也算是比較好。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。所以這個(gè)方案也不是最優(yōu)選擇。(3)寄生晶體管技術(shù)14：隨著CMOS工藝技術(shù)的發(fā)展和提高，現(xiàn)在已經(jīng)有某些工藝廠商可以在CMOS工藝中實(shí)現(xiàn)寄生的晶體管技術(shù)，這種工藝的實(shí)現(xiàn)促使了另一種實(shí)現(xiàn)指數(shù)增益方法出現(xiàn):寄生晶體管技術(shù)。通過在CMOS工藝中實(shí)現(xiàn)寄

17、生晶體管從而可以實(shí)現(xiàn)控制電壓和增益之間的指數(shù)關(guān)系。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。綜合考慮該技術(shù)的特點(diǎn)也不符合UWB接收機(jī)中所要求的低復(fù)雜度、低功耗AGC的要求。(4)泰勒展開法15：這種方法通過對(duì)指數(shù)函數(shù)ex做泰勒展開，取前面若干項(xiàng)來做一個(gè)近似從而實(shí)現(xiàn)指數(shù)增益。通過MATLAB的仿真我們發(fā)現(xiàn)：通過二階泰勒展式實(shí)現(xiàn)的指數(shù)近似大概只能實(shí)現(xiàn)15dB左右的近似而且這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍是均勻分布在

18、0周圍的也即-7.5dB7.5dB范圍，為了實(shí)現(xiàn)更大范圍的動(dòng)態(tài)范圍我們需要級(jí)聯(lián)更多級(jí)這樣會(huì)大幅度增加功耗。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。為了改進(jìn)泰勒展式中級(jí)聯(lián)級(jí)數(shù)、功耗與動(dòng)態(tài)范圍之間的這種關(guān)系，許多論文做出了一些改進(jìn)17-18,但是總的來說這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的指數(shù)增益電路復(fù)雜且功耗較大。(5)偽指數(shù)法：偽指數(shù)法簡(jiǎn)單來說就是采用全CMOS工藝將指數(shù)函數(shù)近似成一個(gè)多項(xiàng)式，這種方法只在一定控制電壓范圍能有較好的近似，所能實(shí)現(xiàn)的指數(shù)增益范圍不是太寬。與上述采用的其他這種方法相比，這種方法不需

19、增加或者不需要增加較多的電路結(jié)構(gòu)、而是利用MOS管本身的特性來實(shí)現(xiàn)19。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20-22。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4所示表3 不同指數(shù)增益實(shí)現(xiàn)方式對(duì)比所用技術(shù)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)CMOS亞閾值較易實(shí)現(xiàn)電流小、帶寬窄BiCMOS性能好成本較高寄生晶體管成本低性能不太穩(wěn)定泰勒近似成本低功耗較大，近似程度有限偽指數(shù)成本低結(jié)構(gòu)較復(fù)雜通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)采用偽指數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)指數(shù)增益具有成本低，功耗小的特點(diǎn)。因此本課題擬采用全CMOS工藝下偽指數(shù)近似法，提出一種新的近似函數(shù)來提高dB-linea

20、r范圍。三、研究方案及工作基礎(chǔ)1、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題2、擬采取的研究方法及技術(shù)路線3、研究工作基礎(chǔ)1、研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題研究目標(biāo)針對(duì)UWB接收機(jī)中大動(dòng)態(tài)范圍、高帶寬、低功耗等性能要求，設(shè)計(jì)一款低復(fù)雜度的自動(dòng)增益控制(AGC)芯片。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。研究?jī)?nèi)容UWB自動(dòng)增益控制芯片框圖如圖5所示，主要包括以下幾個(gè)模塊：可變?cè)鲆娣糯笃鳌⒎逯禉z測(cè)器、直流失調(diào)模塊、差值放大器和積分器。圖4 自動(dòng)增益控制芯片原理框圖在本課題中針對(duì)超寬帶AGC的特點(diǎn)需要對(duì)以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究：(1)可變?cè)鲆娣糯笃鞯难?/p>

21、究?？勺?cè)鲆娣糯笃餮芯康闹攸c(diǎn)在帶寬提高技術(shù)和增益線性度提高技術(shù)上。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。(2)低復(fù)雜度和低功耗研究。自動(dòng)增益控制的直流失調(diào)校正模塊和反饋控制環(huán)路也是重要的組成部分。針對(duì)低功耗、低復(fù)雜度的要求，需要在滿足系統(tǒng)要求的前提下，精簡(jiǎn)電路結(jié)構(gòu)，降低電路的復(fù)雜度和功耗。(3)系統(tǒng)穩(wěn)定性和版圖布局研究。由于自動(dòng)增益控制是一個(gè)閉環(huán)結(jié)構(gòu)，且其環(huán)路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以其系統(tǒng)的穩(wěn)定性也是一個(gè)需要考慮的問題。在版圖布局中，充分考慮高速通信中信號(hào)通路中的多種寄生效應(yīng)，合理布局，減少其不利影響也是本課題需要研究的問題。擬解決的關(guān)鍵問題(1)高

22、帶寬的技術(shù)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。(2)增益線性度的研究。為了實(shí)現(xiàn)恒定的AGC環(huán)路穩(wěn)定時(shí)間和寬的增益調(diào)節(jié)范圍，需要可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆媾c控制電壓有指數(shù)相關(guān)特性。擬在全CMOS工藝下采用新的近似函數(shù)，設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，dB-linear范圍符合超寬帶接收機(jī)系統(tǒng)要求的可變?cè)鲆娣糯笃鳌?3)線性度和系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究。自動(dòng)增益控制模塊處在模擬鏈路的后端，這使得系統(tǒng)對(duì)它的線性度要求較高，而其本身構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)因而其穩(wěn)定性也是一個(gè)需要考慮的方面。2、擬采取的研究方法及技術(shù)路線研究方法1. 調(diào)研現(xiàn)有自動(dòng)增益控制技術(shù)文獻(xiàn)，對(duì)比歸納不同技術(shù)各自的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)適用于超寬帶系統(tǒng)的帶寬提高技術(shù)，并探索研究一種新型的指數(shù)增益近似技術(shù)； 2. 使用MATLAB仿真系統(tǒng)鏈路性能，研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并合理設(shè)計(jì)自動(dòng)增益增益控制芯片各個(gè)模塊的性能指標(biāo)；3. 使用Cadence仿真工具在0.18m工藝下完成該自動(dòng)增益控制芯片的全部電路設(shè)計(jì)，并完成芯片前、