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在现代无线通信接收机中，通常设置有自动增益控制电路(Automatic Gain Control，简称AGC)，自动增益控制电路是通信设备，特别是通信接收设备中的重要电路模块之一，它的作用是为了尽可能宽范围地接收信号，通过自动增益控制使输出维持在一个相对恒定的幅值，从而减小后级电路的设计难度，降低电路实现的成本。而可变增益放大器单元(Vatiable Gain Amplifier，简称VGA)是自动增益控制电路中的关键单元，其性能决定了自动增益控制环路的性能。
本课题以数字电视接收机中的调谐芯片为依托，从AGC环路系统入手，首先分析了自动增益控制电路的基本工作原理，与可变增益放大器在AGC环路中的地位和作用，在总结目前CMOS可变增益放大器的主流技术的基础上，根据数字电视调谐芯片中IF VGA的性能指标，设计了一个用于Mixer 后中频带的可变增益放大器，其增益的控制范围为40dB，根据AGC系统的要求，设计其增益与控制信号成dB-线性的关系。所设计的IF VGA由模拟乘法器、指数电压生成电路和固定增益的输出放大电路三个主要模块组成。其中模拟乘法器是其主体电路，其功能是实现输入信号与指数电压生成电路的输出的相乘，利用Current-Steering技术实现增益可变。为了实现AGC环路的恒定建立时间，需要使VGA的增益与控制信号之间呈现dB-线性的关系，从而，需要首先将控制信号转换成为指数的形式，因此，设计了指数电压生成电路，利用差分对的传输函数特性及工作在亚阈值区的MOS具有指数特性的性质，实现了指数转换。为了获得所需要的信号电平，需要对模拟乘法器的输出进一步放大，因此引入了一级固定增益的放大器作为IF VGA的输出级，该输出级采用全差分结构，内部采用推挽结构和负反馈结构，以使电路具有较好的线性度。
本设计基于Cadence仿真集成环境，基本仿真利用SpectreRF和Synopsys Hspice，而版图的实现与验证则利用Virtuoso Composer、Diva DRC/LNS实现。工艺采用Charactered公司的0.25μm N-wellCMOS 2p5m process。测试表明，所设计的中频可变增益放大器的增益控制范围达到45dB，实现了增益与控制信号之间的dB-线性关系。-1dB带宽的最小值为20MHz～70MHz。在30MHz～40MHz范围内增益波动小于0.1dB。PldB压缩点的输出功率值达到19.5dBm。测试结果表明放大器性能与设计指标能够很好地吻合，可以应用在数字有线电视接收机的中频段以协同完成中频段的调谐放大作用。