射频接收机模拟基带关键电路模块的设计与研究

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1、代号10701学号1111122913分类号TN4密级公开UDC编号题（中、英文）目射频接收机模拟基带关键电路模块的设计与研究DesignandResearchonKeyCircuitsinModuleanalogbasebandforZigBeeRFReceiver作者姓名周金晶学校指导教师姓名职称董刚教授工程领域软件工程企业指导教师姓名职称李洁工程师论文类型应用基础技术提交论文日期二〇一四年一月万方数据西安电子科技大学创新性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加

2、以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩

3、印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。本人签名：日期导师签名：日期万方数据摘要摘要在射频接收机架构中，由于其单级转换特性的要求，模数转换器（ADC）需要具有高动态范围，而VGA（可变增益放大器）与反馈环路组成的AGC(自动增益控制)电路为基带ADC提供恒定的信号功率，其性能直接影响了可接收输入信号动态范围，是射频接收机中最关键的设计之一。此外，高性能和低功耗也是ADC模块重要的的设计指标要求。本论文主要针对ZigBee射频接收系统中的AGC和ADC电路进行研究和设计。论文首先对AGC系统架构

4、进行研究，讨论了结构中的可变增益放大器、差分放大器、低通滤波器和峰值检测器等各个模块的功能。重点研究了VGA（可变增益放大器）的电路结构和性能参数。基于增益粗调级和精调级级联架构，进行VGA的原理电路设计，完成动态范围70dB，步长2dB的中频VGA电路，仿真通过后，采用TSMC0.18umRFCMOS工艺实现VGA版图。本文设计的另一个重要电路是一款7位、16MHz采样频率的流水线ADC功能模块。论文研究了流水线ADC电路的系统组成以及工作原理，进行了ADC电路中各个功能模块的设计，主要包括了运算放大器、比较器和编辑器等。在对流水线ADC的性能参数进行了分析后

5、，运算放大器作为核心进行了详细的讨论。在此基础上完成运放及相应辅助电路设计，实现流水线ADC电路功能并给出了流水线ADC仿真后的结果。论文工作对于今后进行无线射频接收机架构中的AGC电路和ADC电路设计开发具有一定的参考和借鉴作用。关键字：ZigBeeAGCVGAADC低功耗万方数据ABSTRACTABSTRACTFortherequirementsofthesinglestageinRFreceiver,itisnecessarytodesignanAnalog-to-DigitalConverter(ADC)withhighdynamicrange.Auto

6、maticGainControl(AGC)circuitcomposedofVGAandfeedbackloopprovidesconstantsignalpowerforbasebandADC,whichhasadirecteffectonthedynamicrangeofinputsignal.SoitisakeymoduleinwholeRFreceivercircuit.Besides,high-efficiencyandlow-powerADCisanotherimportantissueforthedesignofRFreceiver.Inthisp

7、aper,wemainlyfocusontheresearchoftheAGCandADCcircuitinZigBeereceiver.AGCcircuitisstudiedfirst,includingVGA,DifferentialAmplifier,Low-passFilterandPeakDetector,wheretheVGAisthekeyresearchpoint.Basedonthecascadearchitectureconsistedofcoarseandfinetunningstages,wedesignanimprovedVGAwith

8、dynamicrange