Amplificador de ganancia variable para un receptor inalámbrico

Abstract

En este trabajo se aborda el diseño de un amplificador de ganancia variable VGA queopere bajo el estándar Bluetooth, para su posterior integración en el transceiver inalámbrico integrado en tecnología CMOS desarrollado por el grupo de investigación de Diseño deCircuitos Integrados CIDIC. Una vista general del VGA es tomada dentro de la cadena de recepción del transceiver, obteniendo las especificaciones que miden su desempeño. Después de un análisis de lasespecificaciones obtenidas, se opta por implementar un VGA con comportamiento de gananacia lineal en dB para utilizar de forma eficiente el ancho de banda BW del sistema.Este comportamiento de ganancia se implementa con un multiplicador de cuatro cuadrantescon aplicación de current-steering como celda núcleo, y una etapa de control operando enla región saturación-subumbral que proporciona las señales necesarias para el control de laganancia. Con el propósito de minimizar la potencia total, se aplica la programación geométrica(PG) como herramienta de optimización sobre la celda núcleo, obteniendo un consumo bajorespecto a los reportados en el estado del arte. Por otro lado, las etapas complementariasa la celda núcleo son abordadas mediante la metodología tradicional de diseño, obteniendoresultados satisfactorios. Finalmente, el diseño total es validado considerando diversos efectos parásitos presentesen el proceso de fabricación, estimados por medio de la extracción del layout. Las simulacionesobtenidas muestran como resultado un consumo de potencia máximo de 812.4 yW, un rangodinámico de ganancia de 50 dB, un BW de 1MHz y un punto de compresión de ganancia en el rango de -45.89 a 4.01 dBm, cumpliendo con las especificaciones del estándar Bluetooth.