[发明专利]一种可变增益和带宽的模拟基带电路

说明书

本发明属于集成电路技术领域，具体为一种可变增益和带宽的模拟基带电路。本发明的模拟基带电路包括带宽可调的低通滤波器、可变增益放大器；低通滤波器为五阶切比雪夫Ⅰ型低通滤波器，由一个一阶RC低通滤波器和两个双二次结构组成，置于前级，用于将由混频器输出的信号进行滤波和放大，并提供20dB的恒定增益，通过调节电容值控制低通滤波器的带宽；可变增益放大器共有两级，每级结构相同，置于后级，用于将由低通滤波器输出的信号进行放大，提供从0到18dB的可变增益；每一可变增益放大器的带宽大于前级低通滤波器可调带宽的最大值，以保证系统能够正常工作。本发明模拟基带电路具有带宽宽、增益调节精确、噪声低、功耗小的特点。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及可变增益和带宽的模拟基带电路。

背景技术

随着无线电通信技术的发展，人们对高传输速率的接收机系统的需求越来越迫切。带宽可达上百兆赫兹的超宽带接收机系统应运而生。超宽带接收机主要由射频终端和模拟基带电路组成，射频终端包括天线、射频滤波器和混频器；模拟机带电路主要包括滤波器和可变增益放大器。

在模拟基带电路中，滤波器主要用于滤除带外杂散信号并进行信道选择，为了更好地抑制邻近信道信号地影响，滤波器的过渡带要尽可能陡峭。滤波器的结构主要分为开环和闭环两种，开环结构的带宽更宽但线性度较差；闭环结构的线性度较好但带宽较窄。在给定低通滤波器的带宽、通带内波纹和阻带滚降速率的情况下，滤波器的阶数和各级的品质因数、转折频率以及零极点情况可由数学分析软件MATLAB计算得到。可变增益放大器用于提供一定的增益对信号进行放大，同样地，由于应用在超宽带接收机中，对其带宽也提出了较高的要求。在具体应用中，信号在经过前级放大传递到后级的过程中，可能会存在直流失调。一种较普遍的做法是在两级放大电路之间加入直流失调校准电路，但是带来的代价是电路结构更加复杂，功耗也随之上升。所述模拟基带电路应用交流耦合电容和串联分压电阻解决此问题。

在配置各级滤波器和放大器的顺序时，应折衷考虑噪声和线性度的影响。为了得到更好的噪声性能，希望前级的增益大而后级的增益小；为了得到更好的线性度，希望前级的增益小而后级的增益大。所述模拟基带电路将滤波器放在前级，可变增益放大器放在后级，则电路的线性度得到保证；同时为了提高电路的噪声性能，使滤波器承担恒定20dB的增益。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种宽带宽、低噪声、高线性度的、具有可变带宽和增益的模拟基带电路。

本发明提供的可变增益和带宽的模拟基带电路，包括带宽可调的低通滤波器、可变增益放大器（VGA）；所述低通滤波器置于前级，用于将由混频器输出的信号进行滤波和放大，并提供20dB的恒定增益，通过调节电容值控制低通滤波器的带宽；可变增益放大器置于后级，所述可变增益放大器共有两级，每级的结构相同，将由低通滤波器输出的信号进行放大，提供从0到18dB的可变增益；其中，每一可变增益放大器的带宽应大于前级低通滤波器可调带宽的最大值，以保证系统能够正常工作。

本发明中，所述低通滤波器是五阶切比雪夫Ⅰ型低通滤波器（LPF），包括：一阶RC低通滤波器、第一级双二次结构（BIQUAD）、第二级双二次结构（BIQUAD）；一阶RC低通滤波器，用于低通滤波，其输入端接收来自混频器的信号，其输出端接第一级双二次结构；第一级双二次结构，用于低通滤波并提供20dB的增益，其输入端接收来自所述一阶RC低通滤波器的输出，其输出接交流耦合电容，以及两个相等的直流分压电阻，用于为第二级双二次结构提供合适的共模直流电平；所述两个直流分压电阻串联，一端接电源，另一端接地；所述交流耦合电容与一端接地的直流分压电阻串联，构成一阶高通滤波器；交流耦合电容，用于将所述第一级双二次结构的交流输出信号耦合到所述第二级双二次结构的输入并且隔离前级的直流失调，其输入端接所述第一级双二次结构的输出，输出端接所述第二级双二次结构的输入；第二级双二次结构，用于低通滤波，其输入端接交流耦合电容的输出，输出端接第一可变增益放大器。参见图2所示。