● 摘要
在导航系统中,不同的传输距离以及多路径衰减效应,使接收端的信号强度出现波动,因此通常采用一个可以使增益随信号强弱而自动调整的自动增益控制系统,以保持接收机输出功率相对稳定。
本论文基于SMIC 0.18μm CMOS 工艺制程设计并实现了一种应用于北斗/GPS 双系统导航接收机射频前端芯片的自动增益控制系统,该系统将天线接收到的不同功率信号放大到基带模数转换器和解调器进行量化与解调所需的最优功率,从而为解调器提供最优的信噪比,以达到最低误码率。论文首先介绍了自动增益控制系统的应用以及基本结构,并针对本设计介绍了可变增益放大器和功率检测器的基本结构与工作原理。基于理论分析,阐述了自动增益控制系统的设计思路,提出了可变增益放大器和功率检测器的设计方案,并对电路设计进行了优化。设计指标要求自动增益控制系统在输入功率为-45~5dBm 时,输出功率满足-7±1dBm。将其应用于射频前端芯片图,芯片输出信号可以被基带模块捕获跟踪并成功解算定位。根据设计原理图完成了芯片版图的绘制以及前后仿真,各项仿真结果达到设计指标。流片测试结果表明,1.8V 电源电压下,自动增益控制系统在输入功率为-45~5dBm 时,可稳定提供-11~-6dBm 的输出功率,达到设计指标。本文设计的自动增益控制系统应用于导航接收机射频前端芯片中,芯片动态范围为-130~-80dBm,芯片输出可以被基带模块捕获跟踪定位,符合设计要求,达到设计指标。
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