第一章概论 第一章概论 1.1研究背景 随着现代通信系统的巨大进步，通信产品的应用已渗透到社会的每个角落。 通信产业已经成为一个市场巨大的产业。射频接收机作为通信系统中的一个基 本模块成为一个持续的有挑战性的研究热点。 现代通信系统中的接收机种类繁多，按照其应用范围，可以分成：电视调 谐器(TV tuner),手机(Mobile phone),无线本地局域网(WLAN)等等。按照传播 媒介，可以分成：卫星信号接收机(Satellite receiver),有线系统接收机(Cable receiver),地面广播接收机(Terrestrial receiver)。按照处理信号的不同，可以分 成：模拟接收机(Analog receiver)),数字接收机(Digital receiver)。按照集成度， 可以分成：全集成接收机，部分集成接收机，分立元件接收机。接收机所采用 的工艺，主要有：互补金属氧化物半导体工艺(CMOS),双极互补金属氧化物半 导体工艺(BiCMOS),双极管工艺(Bipolar),锗硅工艺(SiGe),砷化镓工艺(GaAs) 等等。按照所采用的标准、协议，接收机的种类更是不胜枚举。 在各种射频接收机中，为了对输出幅度进行准确的控制，自动增益控制 (Automatic gain control)都是必需的功能。自动增益控制通过调节增益以维持输 出幅度的恒定[1][2]，同时使得接收机有足够大的动态范围来处理不同强度的信 号。例如在无线通信中，当用户距离发射站很远时，信号经由空气传送到用户 端已相当微弱，接收机必须调整到最大增益来放大信号；若用户距离发射站很 近，此时接收信号很强，接收机必须调整到最小增益防止饱和。 不同的传播方式对动态范围要求不同，通常以地面广播对动态范围的要求 最大，约为60~70dB,有线传播方式其次，约30~40dB,卫星传播方式动态范 围要求最小。 动态范围要求比较大的接收机，射频前端和模拟基带都要有增益调整的功 能。如文献3]中的一种应用于无线本地局域网的接收机，其射频前端和模拟基 带都可变增益。这使得自动增益控制变得复杂，在恒定的输出信号幅度之外还 须考虑最优化信噪比。 1.2研究动机 射频接收机的很多性能之间存在折衷[4]，如噪声、线性度、增益之间。高 增益、低噪声的系统，线性度必然很差；低增益、高线性度的系统，噪声必然 很高。如图1-1所示。我们希望系统的噪声越低越好，线性度越高越好，固定第一章 概论 1 第一章 概论 1.1 研究背景 随着现代通信系统的巨大进步，通信产品的应用已渗透到社会的每个角落。 通信产业已经成为一个市场巨大的产业。射频接收机作为通信系统中的一个基 本模块成为一个持续的有挑战性的研究热点。 现代通信系统中的接收机种类繁多，按照其应用范围，可以分成：电视调 谐器(TV tuner)，手机(Mobile phone)，无线本地局域网(WLAN)等等。按照传播 媒介，可以分成：卫星信号接收机(Satellite receiver)，有线系统接收机(Cable receiver)，地面广播接收机(Terrestrial receiver)。按照处理信号的不同，可以分 成：模拟接收机(Analog receiver)，数字接收机(Digital receiver)。按照集成度， 可以分成：全集成接收机，部分集成接收机，分立元件接收机。接收机所采用 的工艺，主要有：互补金属氧化物半导体工艺(CMOS)，双极互补金属氧化物半 导体工艺(BiCMOS)，双极管工艺(Bipolar)，锗硅工艺(SiGe)，砷化镓工艺(GaAs) 等等。按照所采用的标准、协议，接收机的种类更是不胜枚举。 在各种射频接收机中，为了对输出幅度进行准确的控制，自动增益控制 (Automatic gain control)都是必需的功能。自动增益控制通过调节增益以维持输 出幅度的恒定[1][2]，同时使得接收机有足够大的动态范围来处理不同强度的信 号。例如在无线通信中，当用户距离发射站很远时，信号经由空气传送到用户 端已相当微弱，接收机必须调整到最大增益来放大信号；若用户距离发射站很 近，此时接收信号很强，接收机必须调整到最小增益防止饱和。 不同的传播方式对动态范围要求不同，通常以地面广播对动态范围的要求 最大，约为 60~70dB，有线传播方式其次，约 30~40dB，卫星传播方式动态范 围要求最小。 动态范围要求比较大的接收机，射频前端和模拟基带都要有增益调整的功 能。如文献[3]中的一种应用于无线本地局域网的接收机，其射频前端和模拟基 带都可变增益。这使得自动增益控制变得复杂，在恒定的输出信号幅度之外还 须考虑最优化信噪比。 1.2 研究动机 射频接收机的很多性能之间存在折衷[4]，如噪声、线性度、增益之间。高 增益、低噪声的系统，线性度必然很差；低增益、高线性度的系统，噪声必然 很高。如图 1-1 所示。我们希望系统的噪声越低越好，线性度越高越好，固定