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可编程增益放大器（Programmable Gain Amplifier，简称PGA）在无线通信、军事、医疗等领域具有关键应用。PGA与信号检测电路、误差放大电路组成的自动增益控制电路(Automatic Gain Control，简称AGC)，为后续电路提供了恒定功率的信号。避免信号幅度过小导致系统无法分辨，或者信号幅度过大，超过后续电路的输入范围导致非线性失真。AGC极大地提高了系统可处理信号的动态范围，降低后续电路的设计要求和设计难度，利于整个系统的优化。 课题要求设计一款应用于远程抄表的电力线通信芯片中的PGA，其位于芯片接收机最前端以接收几百KHz的低频通讯信号。低频的输入信号虽然对PGA的带宽没有过高的要求，却不利于直流失调的校正(DC-Offset Cancellation，简称DOC)。在低频应用中，传统的直流失调校正方法，为了不损伤有用信号，需要非常大的电容或者电阻，增大了芯片面积和成本。论文创新性地提出了积分式的直流失调校正方法，利用电压积分的方法，提取前一级PGA的直流失调电压，对后一级的输入共模做出调整，达到直流失调校正的目的。这种方法在保障PGA性能的同时避免了大电阻或大电容的使用。另外，远程抄表应用对芯片的功耗要求苛刻。为了实现低功耗设计，本设计采用几乎无静态功耗的R-2R衰减网络级联可变增益放大器的结构。为了进一步节省功耗和面积，衰减网络和第一级PGA采用单端输入单端输出的结构。 论文设计了一款低直流失调、低功耗的PGA，采用SMIC0.18μm CMOSeFlash工艺，版图面积为230μm×160μm，在1.8V的电源电压下，功耗为900μA。后仿真结果表明，PGA增益控制范围为64dB，增益误差为0.17dB;输出信号幅度为1.2Vpp时，总谐波失真(THD)为-69dB;输入噪声功率谱密度为11.6nV/sqrt(Hz);输出直流失调电压小于10mV。本设计各项指标均达到系统要求。 本文的研究成果对低频信号直流失调的校正，低功耗PGA的设计，低成本芯片的开发与量产，均有很好的参考价值。