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一种低电压、低噪声、低失真度的语音信号自动增益控制电路
  • ISSN号:1000-7180
  • 期刊名称:《微电子学与计算机》
  • 时间:0
  • 分类:TN432[电子电信—微电子学与固体电子学]
  • 作者机构:清华大学电子工程系,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(61171001);深圳市知识创新计划项目(JCYJ20140419122040609)
中文摘要:

提出了一种工作在低电压下的宽动态范围、低噪声、低失真度的可用于语音信号采集系统的自动增益控制电路(AGC).该AGC环路采用反馈式结构,数字式增益控制.设计指标为1V工作电压,0~40dB增益动态范围,2dB增益步长,8kHz带宽.采用π型电阻网络作为环路中可变增益放大器的无源反馈网络,提高增益的准确性并实现增益在对数单位下的线性.采用滞回比较器来减弱当峰值检测器输出信号在阈值电压附近小幅度快速变化而引起的抖动.基于UMC180nm CMOS工艺完成电路及版图设计,芯片面积约为0.45mm2.提取版图寄生参数后的电路仿真结果显示,AGC环路的功耗在1V工作电压下约为0.17mW;AGC的增益动态范围为0~40.2dB,增益步长为2dB,增益误差不大于0.2dB.总谐波失真在输出信号1kHz,峰峰值为0.4V时小于-70dB.AGC中可变增益放大器单位增益时,在音频(0.02~20kHz)范围内的输出积分噪声小于5μVRMS.

英文摘要:

This paper presents a kind of Automatic Gain Control (AGC) circuits which can be used in speech signal acquisition system, it has high gain range, low noise and high linearity. The proposed AGC is based on feedback topologies and the gain is digital controlled. The design indexes are 1 V supply voltage, 0~40 dB gain range, 2 dB gain step, 8 kHz bandwidth. A n-type resistors network is used in the Programmable Gain Amplifier (PGA) as the passive feedback device to realize gain linearity in decibels and increase the gain accuracy. The hysteresis comparator eliminate the chattering effects when the output signal of Peak Detector changes rapidly around the threshold. The design is implemented in 0. 18μm CMOS and occupies an active area of 0. 41 mm2. The power consumption of AGC is about 0. 17 mW at 1 V supply voltage. The gain of AC, C loop ranges from 0 dB to 40. 2 dB in 2 dB step with gain error not more than 0. 2 dB. The total harmonic distortion (THD) is below --70 dB over the audio frequencies at 1 kHz, 0. 4-Vpp differential output. The integrated noise in the audio range (20 Hz~20 kHz) is less than 5tIVRMS when the gain of PGA is set at 0 dB.

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期刊信息
  • 《微电子学与计算机》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科技集团公司
  • 主办单位:中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所
  • 主编:李新龙
  • 地址:西安市雁塔区太白南路198号
  • 邮编:710065
  • 邮箱:mc771@163.com
  • 电话:029-82262687
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7180
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1123/TN
  • 邮发代号:52-16
  • 获奖情况:
  • 航天优秀期刊,陕西省优秀期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17909