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随着通信技术的快速发展,以及大数据时代的到来,人与人之间的通信越来越密切,随之而来的是对通信的速率要求也越来越高。传统的频段已无法满足人们对速率的要求,而毫米波的优势显而易见,更高的带宽意味着更高的数据率,利用毫米波进行无线通信成为了学术界和工业界的研究热点。本文为应用于毫米波短距离无线通信的60GHz毫米波接收机设计了基于TSMC 65nm工艺的宽带可编程增益放大器(PGA)。由于接收机数据率至少为5Gbps,因此对中频放大器的带宽要求很高,而目前存在的宽带可编程增益放大器的带宽远远不够,因此需要采用新的结构。在对现有的宽带PGA技术进行调研后,在翻转电压跟随器(FVF)的拓扑结构上进行改进,并利用源极电容负反馈技术,提出了一种新的放大器结构。该结构可在拓展带宽的同时不引入额外的功耗。为了使放大器的增益可通过编程改变,加入电阻阵列,为了保证各增益档位下通带内过冲不超过1dB,加入电容阵列进行补偿,经过后仿真验证,增益可调节范围为10~30dB,一共20dB动态,增益步进为5dB,各增益档位下带宽均大于5GHz,当工艺角和温度发生改变时,均可以通过调节电容阵列使得通带内无过冲,且3dB带宽满足设计要求,各工艺角下均大于5GHz。同时设计的数控晶振电路采用皮尔斯振荡结构,加入自动幅度控制(AAC)电路,经后仿真验证,振荡频率40M,可调节100ppm的频偏,1kHz处相位噪声约为120dBc/Hz。本文还为超外差接收机设计了基于TSMC 90nm工艺的自动增益控制(AGC)环路,整个模块由三级的可编程增益放大器(PGA)和自动增益控制(AGC)模块构成。PGA采用电阻反馈的闭环结构,对噪声和线性度进行综合考虑后,合理分配三级的动态增益,设计了步进为1dB的电阻阵列。AGC环路由模拟模块和数字逻辑模块构成,模拟部分采样PGA的输出后,与高低门限_HV,_LV进行对比输出2bit的控制码,送入数字逻辑模块中进行运算后反馈给PGA,调节PGA档位控制PGA的输出在要求的门限内。经过后仿真验证,PGA增益调节范围为8~56dB,共48dB动态范围,增益步进为1dB,三阶谐波抑制大于40 dB,AGC环路可控制输出幅度在-5~-2dBm或者-7~-3dBm。目前该芯片已流片,并完成测试,测试PGA的动态增益为44dB,AGC可调控动态范围为28dBm,整个模拟基带输出1dB压缩点在2dBm左右,70MHz处的噪声系数为36dB。