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随着我国北斗卫星系统的大力建设与发展,国内市场对应用于北斗导航终端射频芯片的需求愈来愈强烈,高性能接收机亦成为如今的研究热点。由于射频信号功率具有很大的动态范围,电路中需要自动增益控制电路(automatic gain control,AGC)根据接收信号的强度调节接收机链路的增益,保证输出信号基本为一个恒定功率,再送到给后级电路模块进行处理,所以AGC电路是射频接收机中必不可少的一个模块。AGC电路中的核心模块是可变增益放大器(variable gain amplifier,VGA),VGA的性能优劣直接决定着AGC环路的环路稳定时间以及接收机的输入信号动态范围。随着无线通讯技术和CMOS工艺的不断发展,对VGA的要求也越来越高,所以对于VGA的研究与设计具有很重要的意义。本文设计了一种应用于我国卫星导航接收机中的可变增益放大器,该可变增益放大器电路采用数字可变增益放大器结构,具体电路可分为两部分:增益粗调级和增益细调级。在增益粗调级可变增益放大器中,共有四个固定增益放大器(fixed gain amplifier,FGA),每个固定增益放大器的增益固定且相同,均为14d B,这四个固定增益放大器子级电路通过交流耦合的方式进行级联,并由4位数字控制信号S[3:0]控制开关的导通与关断,可以实现0dB~56dB的增益范围,粗调增益步长为14dB;细调级电路采用闭环可变反馈电阻可变增益放大器结构实现,通过3位数字控制信号T[2:0]控制反馈电阻,可以实现0dB~14dB的增益范围,细调增益步长为2dB。所以,本论文所设计的可变增益放大器最终可以实现0~70dB的增益范围,增益步长为2dB。论文采用TSMC0.18μmRF CMOS工艺进行了电路原理图设计、版图设计以及后仿真。前仿真结果表明,所设计的可变增益放大器的增益范围为0.23dB~69.43d B;0dB增益时的输入三阶互调点IIP3为37.2dBm,70d B增益时的三阶互调点IIP3为-27.98dBm;0dB增益时噪声系数NF为39.29dB,70d B增益时噪声系数NF为26.84d B;4MHz时的总谐波失真结果为0.137%@0dB、0.168%@70d B,最大增益时消耗电流3.11mA。后仿真结果表明,该可变增益放大器的增益范围为0.06dB~68.69dB;0d B增益时的输入三阶互调点IIP3为37.13dBm,70dB增益时的三阶互调点IIP3为-37.64d Bm;0dB增益时噪声系数NF为59.1dB,70dB增益时噪声系数NF为39.5dB。上述实验结果表明,本论文所设计的可变增益放大器满足设计要求,适用于我国卫星导航接收机。