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多模多频移动数字电视接收应用的模拟基带芯片设计

作　者: 杨洲
导　师: 文光俊
学　校: 电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 多媒体基带低通滤波器蛙跳技术可编程放大器
分类号: TN948.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 47次
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内容摘要

随着移动数字电视的各种标准被越来越多的国家部署及应用,多功能移动娱乐平台的概念逐渐兴起。采用多媒体功能丰富的手持设备收看卫星电视成为最新的潮流与趋势,人们对移动数字电视接收系统的需求也日益增高。为了增加用户的使用灵活性以及为多媒体终端设备制造商创造可观的经济效益,能够同时支持移动和广播数字电视的多标准数字电视接收机的研究及开发将成为通信领域的下一个热点。目前,应用于个人移动终端的数字多媒体广播市场伴随着数字音频广播、陆地数字多媒体广播、手持式数字视频广播以及我国的移动多媒体广播等标准迅速成长。这些标准的兴起推动了低成本、低功耗、小尺寸CMOS移动数字电视模拟基带芯片的设计及开发。本文的课题背景是采用0.13μmCMOS工艺开发一款能够兼容DVB/DAB/CMMB三种标准的,面向移动数字电视接收应用的模拟/射频前端芯片。本文的主要工作是设计上述前端芯片中的模拟基带电路,并绘制可供独立测试用的模拟基带芯片版图。其中,有源滤波器采用七阶切比雪夫I型低通结构,截止频率实现1.8/2.5/3/3.5/4 MHz可编程,在偏离截止频率1.25/4 MHz的频点上,分别实现26/62 dB衰减。另外,可编程放大器的增益线性控制范围为0到40 dB,步进为0.5 dB。直流偏移削除环路用于抵消因版图和自混频引起的直流偏移分量。基于TSMC 0.13μm CMOS工艺,在2.5 V电源电压下对本文所设计的模拟基带电路进行了版图仿真实验。实验的结果表明,模拟基带电路的带内IIP3达到23.16 dBm,输出直流偏移电压为1.87 mV,功耗为71 mW。模拟基带电路的的芯片版图面积约为1.12 mm~2。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-15
第一章绪论  15-23
  1.1 研究背景  15-18
    1.1.1 移动数字电视特点及分类  16
    1.1.2 移动数字电视信号传输网络分类  16-18
  1.2 移动数字电视芯片的国内外研究动态  18-21
    1.2.1 移动数字电视标准应用情况  18-19
    1.2.2 移动数字电视芯片研究进展  19-21
  1.3 本文的主要内容  21-23
第二章移动数字电视接收应用的模拟基带电路  23-33
  2.1 移动数字电视接收应用芯片系统架构  23-24
  2.2 移动数字电视接收应用芯片系统指标  24-25
  2.3 模拟基带电路架构  25-26
  2.4 模拟基带电路设计指标  26-33
    2.4.1 模拟基带电路总体设计指标  26-28
    2.4.2 信道选择滤波器设计指标  28-29
    2.4.3 可编程增益放大器设计指标  29-30
    2.4.4 直流偏移削除电路设计指标  30
    2.4.5 缓冲器设计指标  30-31
    2.4.6 运算放大器设计指标  31-33
第三章模拟基带电路子模块设计  33-59
  3.1 信道选择滤波器设计  33-39
    3.1.1 滤波器结构及选择  33-36
      3.1.1.1 滤波器的结构  33-35
      3.1.1.2 滤波器结构选择  35-36
    3.1.2 信道选择滤波器的设计  36-39
      3.1.2.1 信道滤波器阶数选取  36
      3.1.2.2 信道选择滤波器电路设计  36-39
  3.2 可编程增益放大器设计  39-42
    3.2.1 可编程增益放大器概述  39-41
      3.2.1.1 可编程增益放大器的类型  39-40
      3.2.1.2 可编程增益放大器电路结构的选择  40-41
    3.2.2 可变增益放大器的设计  41-42
  3.3 直流偏移削除电路设计  42-49
    3.3.1 直流偏移削除电路概述  42-47
      3.3.1.1 直流偏移现象的分析  42-43
      3.3.1.2 直流偏移削除电路的类型  43-47
      3.3.1.3 直流偏移削除电路结构的选择  47
    3.3.2 直流偏移削除电路的设计  47-49
      3.3.2.1 单级直流负反馈环路  47-48
      3.3.2.2 多级直流负反馈环路  48-49
      3.3.2.3 单级和多级直流负反馈环路的比较  49
  3.4 缓冲器的设计  49-51
  3.5 运算放大器电路的设计  51-59
    3.5.1 运算放大器电路结构的选择  51-52
    3.5.2 两级运算放大器的原理  52-54
    3.5.3 两级运算放大器的设计  54-59
      3.5.3.1 两级运算放大器设计步骤  54-58
      3.5.3.2 两级运算放大器设计要点  58-59
第四章模拟基带电路子模块版图设计及仿真  59-79
  4.1 模拟基带电路版图设计  59-62
    4.1.1 版图设计流程  59-60
    4.1.2 模拟基带电路版图设计  60-61
    4.1.3 模拟基带电路版图  61-62
  4.2 模拟基带电路子模块仿真  62-79
    4.2.1 两级运算放大器仿真  62-66
      4.2.1.1 增益和相位裕度  62-63
      4.2.1.2 摆率及建立时间  63-64
      4.2.1.3 共模抑制比  64-65
      4.2.1.4 电源抑制比  65-66
      4.2.1.5 大信号瞬态响应  66
    4.2.2 信道选择滤波器仿真  66-68
      4.2.2.1 幅频特性  66-68
      4.2.2.2 噪声系数  68
    4.2.3 可编程增益放大器仿真  68-69
    4.2.4 直流偏移削除电路仿真  69-71
    4.2.5 缓冲器仿真  71-75
      4.2.5.1 幅频特性  71-72
      4.2.5.2 输出阻抗  72-73
      4.2.5.3 摆率及建立时间  73
      4.2.5.4 谐波失真  73-74
      4.2.5.5 最大负载电容  74-75
    4.2.6 仿真结果分析  75-79
      4.2.6.1 信道选择滤波器仿真结果分析  75
      4.2.6.2 可编程增益放大器仿真结果分析  75-76
      4.2.6.3 直流偏移削除电路仿真结果分析  76
      4.2.6.4 缓冲器仿真结果分析  76-77
      4.2.6.5 两级运算放大器仿真结果分析  77-79
第五章模拟基带电路总体版图仿真  79-85
  5.1 模拟基带电路总体电路仿真  79-83
    5.1.1 幅频特性  79-80
    5.1.2 增益变化范围  80
    5.1.3 直流偏移削除  80-82
    5.1.4 输入三阶交调响应  82
    5.1.5 功耗  82-83
  5.2 模拟基带电路仿真结果分析  83-85
第六章总结  85-86
致谢  86-87
参考文献  87-93
个人简历  93-94
攻读硕士学位期间的研究成果  94-95

多模多频移动数字电视接收应用的模拟基带芯片设计

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