数字电视调谐器的中频放大器设计.pdfVIP

摘 要 摘 要 目前，对于数字电视机顶盒的研究是非常热门的课题，而数字电视调谐器是 其中重要的组成部分，它完成了射频信号转变到基带的过程。在调谐器中，混频 器的输出信号要通过声表面波（Surface Acoustic Wave，SAW ）滤波器，以得到 所需要的中频特性。由于SAW 滤波器有插入损耗（约 15dB~20dB ），信号经过 SAW 滤波器后有很大衰减，幅度无法满足后级解调电路的要求，所以需在SAW 滤波器的前面加上一级放大电路以补偿SAW 滤波器的插入损耗，这一级放大电 路用于驱动 SAW 滤波器，该放大电路要具有低电阻（约 75 左右）以达到与 SAW 滤波器的阻抗匹配，并且要具有较高的增益以减少系统对前级混频器增益 的要求。 根据数字电视调谐芯片系统和SAW 滤波器的特性要求，利用模拟集成电路 基本理论，设计了一个固定电压增益为20dB、噪声系数小于15dB、带宽8MHz、 32MHz~40MHz CMOS Intermediate 最小输入频率范围在 的 中频放大器 （ Frequency Amplifier IFAMP ， ），主要由偏置电路、输入缓冲器和全差分放大器三 个主要模块组成。偏置电路的作用是为输入缓冲器和全差分放大器提供直流电压 偏置，主要由二极管连接的负载和基本的电流镜构成，其输入电流由基准源提供， 一般电流为 600 A 。输入缓冲器采用共漏级放大器，起到全差分放大器与前级 电路的电压缓冲和阻抗变换的作用。全差分放大器具有高增益、低功耗、高精度、 宽带宽等特点，在输出动态范围、共模抑制比、电源抑制比、谐波平衡、电路失 真和应用的灵活性等性能上占据很大的优势，因此是整个中频放大器的主体电 路。它由差分输入放大器、跨导运算放大器及电阻电容并联形成的反馈网络组成。 差分输入放大器采用共源放大器输入，利用负载 PMOS 晶体管的栅漏与电阻并 联产生输出共模电平，实现共模负反馈。跨导运算放大器引入典型的两级结构， 根据运算放大器的性能指标，通过手工计算确定器件参数，然后将仿真的结果与 其性能指标比较；为了使放大器工作稳定，在第一级输出端与第二级输出端之间 加入密勒补偿电容和调零电阻。运算放大器与电阻电容并联形成的负反馈网络是 本文设计的重点和难点，反馈放大器将电流转化为输出电压，实际上这种反馈放 I 数字电视调谐器的中频放大器设计 大器就是跨阻放大器，因此这种跨阻放大器技术被应用到运算放大器的补偿分析 中。仿真结果显示该电路的性能达到了系统要求的指标。 Chartered 0.35um CMOS Mentor Graphics IC 本设计基于 工艺，采用 的 软件， 原理图输入工具为da_ic，仿真工具为Eldo ，电源电压是3.3V 。 关键词：调谐器；SAW 滤波器；中频放大器；跨阻放大器；负反馈网络 II Abstract Abstract At present, the study of the digital TV Set-Top-Box (STB) is a hot task, moreover the digital TV tuner is the important part of STB, and it fulfills the course from the radio frequency signal to