北斗卫星导航系统作为中国自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,可以向用户提供精准的定位导航和授时服务,在交通、通信、电力、气象、海洋和国防等方面的应用越来越广泛,其应用和发展对于中国的经济和社会效益有着重要的影响。在导航系统的实际应用中,通常需要用到接收机。一般情况下进入到接收机的信号很多,除了有用信号,噪声的干扰、环境的变化都会使得信号起伏变化,影响信号的后端处理,因此需要一种能够自动调节系统增益且具有一定的增益动态范围的自动增益控制(AGC)系统,调整系统信号使其能稳定传输。针对卫星信号功率微弱、动态范围大的特点,本文设计了一款具有宽动态范围的数字反馈式AGC芯片,芯片主要包括可编程增益放大器(PGA)、2位的动态模数转换器(ADC)和输出数字控制信号的数字编码器(Decoder)三个部分。可编程增益放大器采用分级可选放大器的系统结构,该结构使得每级放大器的增益可以单独测试和调整,核心电路由交叉耦合的共源共栅放大器和电流反馈放大器组成,在此基础上,本文设计了一种新形式的开关控制结构,在减少控制开关个数的同时提高了整个放大器系统的带宽、精度和线性度,并降低了功耗。模数转换器采用的是动态差分Flash结构,有效降低了电路功耗。数字控制型AGC一般采用DSP来对信号进行处理,然后由反馈控制信号对PGA进行调节,由于该类型AGC响应时间较长、DSP资源消耗大,本文设计了由MOS管组成的反馈控制单元即数字编码器部分,节省了DSP资源,同时加快了响应速度,使结构更加简单,易于集成。本文采用Global Foundry 180nm CMOS工艺对提出的宽动态范围的数字反馈式自动增益控制芯片进行了前端电路设计、后端物理版图的设计与验证。在1.8V的电源电压下对本文设计的芯片进行仿真测试,芯片的后仿真结果为:PGA的最大增益为63d B,增益动态范围为63~0d B,步进增益为1d B,增益误差为±0.45d B;AGC芯片的最小-3d B带宽为28MHz,消耗电流2.2m A,输入三阶交调点为31.6-45.8d Bm,输入等效噪声为26.22Hzn V,可以满足高端北斗卫星地面导航系统对接收灵敏度及动态范围冗余度的苛刻要求,保证信号的稳定传输。