《高动态范围CMOS接收信号强度指示器设计》.pdf

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1、专题技术与工程应用doi：10．3969／j．issn．1003—3106．2015．07．22引用格式：李斌，张英．高动态范围CMOS接收信号强度指示器设计[J]．无线电工程，2015，45(7)：83—86高动态范围CMOS接收信号强度指示器设计李斌，张英(1．中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北石家庄050081；2．石家庄陆军指挥学院，河北石家庄050084)摘要采用0．18IxmRFCMOS工艺设计了一种具有宽输入动态范围的接收信号强度指示器(RSSI)。采用逐级检波式对数放大器结构，以分段线性近似法实现对数传输特性，使RSSI输出电压正比于输入

2、功率的对数值。电路采用直流耦合方式以降低寄生参数并减少电路面积，并采用直流失调消除环路(DCOC)解决直流耦合方式所带来的直流偏移电压影响，有效降低直流失调和低频噪声。仿真结果显示，该RSSI可检测输入信号动态范围大于6OdB，对数精度小于±1dB。采用1．8V电源电压供电，电路总电流消耗为11mA，芯片核心面积为0．23mm。关键词接收信号强度指示器；对数放大器；宽输入动态范围；直流失调消除环路中图分类号TN432文献标识码A文章编号1003—3106(2015)07—0083-04DesignofHighDynamicRangeCMOSRadioSigna

3、lStrengthIndicatorLIBin，ZHANGYing(1．The54thResearchInstituteofCECT，ShijiazhuangHebei050081，China；2．ArmyCommandAcademy，ShijiazhuangHebei050084，China)AbstractAhighdynamicrangelinearradiosignalstrengthindicatorispresentedusinga0．18IxmRFCMOSprocess．Inordertoachievepiecewiselinearapproxi

4、mationofthelogarithmicfunction，successivedetectionlogarithmicamplifierarchitectureisadoptedSOthattheoutputvoltageisproportionaltothelogarithmvalueoftheinputpower．DCcouplingisusedtoachievesmallparasiticparameteraswellaslowarea．DCoffsetcancellationcircuitisalsointroducedtocanceltheDCo

5、ffsetduetotheDCcoupling．ThesimulationresultsshowthatthedynamicrangeofthisRSSIislargerthan60dBwiththelogarithm—errorwithin-4-1dB．ThechipoccupiesanareaofO．23mill．andthetotalcurrentconsumptionis11mAwitha1．8Vsupply．Keywordsradiosignalstrengthindicator；logarithmicamplifier；largeinputdyna

6、micrange；DCoffsetcancellation传输特性具有常数斜率，因而可以简化幅度调整过0引言程，降低设计复杂度，在无线接收机的设计中得到了在无线通信系统中，由于多径衰减、传输损耗等广泛应用。通过优化设计参数，采用0．18Ixm信道效应以及复杂多变的通信环境等诸多因素的影RFCMOS工艺完成对数放大器设计，仿真结果表明响，天线接收到的信号强度将波动不定。因此需要该电路能够很好地实现接收信号强度指示功能，并在保证误码率的前提下压缩接收信号的动态范围，保证检测功率的准确性和一致性。常用方法是采用自动增益控制(AutomaticGainCon．1总体结

7、构及分析trol，AGC)环路实时调整信号增益，给基带电路提供稳定的输入信号幅度，与此同时也能大大降低对模1．1对数放大器原理数转换器(Analog—to—DigitalConvert，ADC)采样精度逐级检波式对数放大器是利用分段线性近似来的要求，保证接收机具有良好的性能。实现对数传输特性，其结构框图如图1所示，包括限接收信号强度指示器(ReceivedSignalStrength幅放大器串、全波整流电路、无源低通滤波器以及直Indicator，RSSI)常用于AGC中用以检测信号幅度，流偏移消除(DCoffsetcancellation，DCOC)电路。被

8、以便于AGC达到幅度控制的目的。常用的