基于负反馈技术的嵌套式直流失调消除电路
2021年电子技术应用第5期
张芳玲1，雷倩倩1，张旭东1，李 弦2，李连碧1
1.西安工程大学 理学院，陕西 西安710000；2.深圳市纽瑞芯科技有限公司，广东 深圳518000
摘要： 基于UMC 40 nm CMOS工艺，设计了一种带有直流失调消除电路(DCOC)的可编程增益放大器(PGA)，该PGA采用闭环电阻反馈结构，由两级增益单元级联构成。DCOC电路基于传统的直流负反馈结构，针对多级级联的方式，提出了一种嵌套式反馈方法，可降低电路功耗和面积。仿真结果表明，DCOC在0-52 dB的增益变化范围内高通截止频率恒为10 kHz，相对抑制度恒为50 dB，且在0 dB时可矫正的最大输入失调量为110 mV。与传统设计方法相比，DCOC的面积减小近一半。
中图分类号： TN722
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201136
中文引用格式： 张芳玲，雷倩倩，张旭东，等. 基于负反馈技术的嵌套式直流失调消除电路[J].电子技术应用，2021，47(5)：50-53，58.
英文引用格式： Zhang Fangling，Lei Qianqian，Zhang Xudong，et al. A nested DC offset cancellation circuit based on negative feedback technique[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(5)：50-53，58.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201136
中文引用格式： 张芳玲，雷倩倩，张旭东，等. 基于负反馈技术的嵌套式直流失调消除电路[J].电子技术应用，2021，47(5)：50-53，58.
英文引用格式： Zhang Fangling，Lei Qianqian，Zhang Xudong，et al. A nested DC offset cancellation circuit based on negative feedback technique[J]. Application of Electronic Technique，2021，47(5)：50-53，58.
A nested DC offset cancellation circuit based on negative feedback technique
Zhang Fangling1，Lei Qianqian1，Zhang Xudong1，Li Xian2，LI Lianbi1
1.School of Science，Xi′an Polytechnic University，Xi′an 710000，China； 2.Shenzhen Niureixin Technology Co.，Ltd.，Shenzhen 518000，China
Abstract： Based on the UMC 40 nm CMOS process, a programmable gain amplifier(PGA) with DC offset cancellation circuit(DCOC) is designed. The PGA adopts a closed-loop resistance negative feedback structure and consists of a cascade of two gain units. DCOC circuit is based on the traditional DC negative feedback structure, a nested feedback method is proposed to reduce the power consumption and area of DCOC circuit. The simulation results show that within the gain variation control range of 0～52 dB, the high pass cutoff frequency and the relative inhibition degree of DCOC are constant at 10 kHz and 50 dB,and the maximum correctable input misalignment at 0 dB is 110 mV. Compared with the traditional design method, the area of DCOC has been reduced by almost half.
Key words : DC offset cancellation；nested feedback；programmable gain amplifier
0 引言
随着可编程增益放大器(Programmable Gain Amplifier，PGA)放大倍数的增大，尤其在给接收链路提供较大增益时[1-3]，直流失调的问题就越来越严重，使得下一级电路处于饱和状态。因此，必须使用直流失调消除电路来解决这一问题。常见的直流失调消除技术有四种，一是交流耦合法[4-5]，为了得到低的高通截止频率，需要很大的电阻电容，占用面积大，不易集成；二是数字消除技术[6-8]具有极低的高通截止频率，分辨率低，需要额外的量化器和数模转换器，电路实现较复杂；三是前馈消除技术[9-10]，由于器件的不匹配等因素，两路的增益不完全相同且这种方法功耗较大；四是直流负反馈消除方法[11-15]，这种方法解决了交流耦合所需要的大电容和数字消除电路的复杂性以及前馈消除方法存在的问题。直流负反馈消除技术如图1所示，电阻R、电容C和放大器B组成反馈通路，将输出端out检测到的直流失调信号转换成电压或电流反馈到输入端in，从而消除直流失调。
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作者信息:
张芳玲1，雷倩倩1，张旭东1，李 弦2，李连碧1
(1.西安工程大学 理学院，陕西 西安710000；2.深圳市纽瑞芯科技有限公司，广东 深圳518000)
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