1 武汉邮电科学研究院，武汉 430074
2 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430205
分布式拉曼光纤放大器（DRFA）因其一系列优异特性被广泛应用于现代通信系统中。基于目前DRFA增益控制存在的一些问题，文章研究并改进了通过带外放大自发辐射（ASE）对DRFA进行自动增益控制（AGC）的方法。针对DRFA增益受光纤链路性能影响较大的特点，文章理论分析了光纤链路中距离泵浦源0位置处接头损耗对拉曼增益控制的影响，然后将距离泵浦源不同位置处的接头损耗等效为0处的接头损耗，修正了拉曼增益与带外ASE功率的关系，从而更精确地实现了DRFA的AGC。DRFA模块内部集成了光时域反射仪（OTDR）的功能，用于探测工程光纤链路中接头损耗到泵浦源的距离以及损耗值的大小。经实验验证，文章所提AGC方法能将接头损耗对DRFA增益的影响控制在0.2 dB以内。
自动增益控制 分布式拉曼光纤放大器 接头损耗 光时域反射仪 AGC DRFA joint loss OTDR
南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院, 南京 210023
基于65 nm CMOS工艺设计了一种56 Gbit/s PAM4 光接收机前端放大电路。前级为差分形式的跨阻放大器, 采用共栅前馈型结构降低输入阻抗, 并在输入端串联电感, 有效提高了跨阻放大器的带宽和灵敏度。后级放大器采用具有线性增益控制的多级级联可变增益放大器, 实现对输出摆幅的自动控制。输出缓冲器采用源极退化技术来拓展带宽。后仿真结果表明, 在100 fF光电二极管的寄生电容条件下, 所设计的光接收机前端电路的-3 dB带宽为24.4 GHz, 最大增益达到66 dBΩ, 等效输入噪声电流为17.0 pA·Hz-1/2。在输入电流变化及不同工艺角下, 输出眼图抖动较小且张开度良好。当电源电压为1.2 V时, 不同工艺角下的平均功耗为42.5 mW。
光接收机前端 跨阻放大器 自动增益控制 可变增益放大器 PAM4 PAM4 optical receiver front-end TIA AGC VGA
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院,江苏 南京 210023
2 射频集成与微组装技术国家地方联合工程实验室, 江苏 南京 210023
设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)等精度测频与自动增益控制(AGC)电路的高精度声表面波测量仪，该测量仪通过声表面波传感器采集声波并转化为电信号，通过AGC电路与施密特触发器对信号限幅、整形，将其转化为可测频率的方波，最后利用FPGA测频电路实现对频率的测量，并将结果传送至单片机显示。测试结果表明，该测量仪能测量频率100 Hz~100 kHz的信号，系统的最大测量误差为1.2%，测频范围广，精度高，稳定性好。
等精度测频 声表面波传感器 现场可编程门阵列(FPGA) 自动增益控制(AGC) equal precision frequency measurement surface acoustic wave sensor field programmable gate array(FPGA) automatic gain control(AGC)
上海交通大学 微纳电子学系 微米纳米加工技术国家级重点实验室, 上海 200240
压电谐振器是谐振式传感器和执行器的核心部件, 通常工作在共振和稳幅状态。采用一种锁相环(PLL)和自动增益(AGC)相结合的双闭环控制驱动电路, 分别实现了谐振器共振频率的跟踪激励和压电振子输出信号的稳幅控制。优化设计了双闭环电路中各元器件参数, 使得压电振子能稳定工作在谐振频率点。参照压电谐振器开环测试数据和闭环测试数据, 双闭环驱动电路能将谐振器相位锁定在59°(误差3°), 输出信号峰峰值稳定在12.8V(误差0.2V)。实验结果表明, 该电路设计能够达到稳定谐振器输出信号幅值和跟踪谐振器共振频率的目的。
谐振器 驱动电路 频率跟踪 稳幅 锁相环 自动增益 resonator driving circuit frequency tracking stable amplitude PLL AGC
1 中国洛阳电子装备试验中心, 河南 洛阳 471000
2 中国人民解放军77538部队, 拉萨 850000
相参压制干扰技术在突防设备中得到广泛应用, 其作战对象——导弹防御系统雷达很难采取有效措施对其进行对抗。立足现有雷达技术, 针对基于间歇采样的相参压制干扰技术的固有缺陷, 提出一种通过雷达AGC达到对抗相参压制干扰的方法, 并通过机理分析和仿真验证, 证实该方法能够有效对抗基于间歇采样的相参压制干扰。
抗相参压制干扰 机理分析 仿真验证 AGC automatic gain control countermeasure of coherent blanking jamming principle analysis simulation verification
1 武汉大学 物理科学与技术学院, 武汉 430072
2 武汉飞思灵微电子技术有限公司, 武汉 430200
基于55nm CMOS工艺, 设计了一种具有宽动态范围的2.5Gb/s光接收机模拟前端电路。作为光接收机的输入级电路, 为了获得低噪声和高灵敏度性能, 跨阻放大器(TIA)基于三级反相器级联结构, 同时采用双自动增益控制(DAGC)电路来扩大输入信号的动态范围。为了提高增益, 引入后置放大器, 包括电平转换电路和三级差分放大电路, 同时利用电容简并的方法来进一步拓展带宽, 最后进行缓冲器输出。测试结果表明, 在误码率为10-12的情况下, 光接收机的输入灵敏度为-26dBm, 过载光功率为3dBm, 动态范围达到29dBm。光接收机在3.3V供电电压下, 电流功耗为36mA, 整体芯片面积为1176μm×985μm。
光接收机 跨阻放大器(TIA) 双自动增益控制 动态范围 电容简并 optical receiver TIA dual AGC dynamic range capacitance degeneration
1 中国航空工业集团公司 西安飞行自动控制研究所, 陕西 西安 710065
2 西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710072
为了准确表征微电子机械系统(MEMS)谐振器在大振幅运动时的行为特性, 建立了刚度非线性MEMS谐振器集**数模型, 并创建了一整套MEMS谐振器非线性特性的表征方法和测试系统。搭建了基于锁相环和自动增益控制的MEMS谐振器闭环工作电路, 分析了不同驱动振幅下, MEMS谐振器的工作状态。推导建立了工作振幅、工作频率与MEMS谐振器刚度非线性之间的数量关系。最后, 基于衰减模式和稳定振荡模式两种工作形态, 实际测量了MEMS谐振器的无阻尼自然谐振频率和刚度非线性。结果显示: 无阻尼自然谐振频率和刚度非线性系数的测量重复性分别为18.6×10-6和1.50%。针对实测的MEMS谐振器无激励振幅自衰减曲线, 分别用理想二阶系统谐振器模型和刚度非线性谐振器模型进行残差分析。结果显示后者的残差要比前者的残差小9.5%, 表明刚度非线性MEMS谐振器模型更接近真实情况, 也验证了该刚度非线性特性表征方法的准确性。基于该方法, 测量了MEMS谐振器刚度非线性系数和无阻尼自然谐振频率的温度特性, 得到的无阻尼自然谐振频率的温度系数为-0.487 Hz/℃, 线性拟合度达99.964%。
微机电系统(MEMS) MEMS谐振器 刚度非线性 自然谐振频率 锁相环 自动增益控制 Micro-electro-mechanical System(MEMS) MEMS resonator stiffness nonlinearity natural resonant frequency Phase Locked Loop(PLL) Automatic Gain Controller(AGC) 光学 精密工程
2015, 23(11): 3114
采用0.35μm CMOS工艺设计并实现了一种新的应用于1.25Gb/s光纤通信接收机的高灵敏度、宽动态范围跨阻放大器电路。引入电流注入技术提高输入管跨导、优化噪声性能、提高灵敏度。自带直流反馈实现直流消除功能，同时采用自动增益控制机制，提高动态范围。仿真结果表明，该电路具有82.02dBΩ的跨阻增益、872.7MHz的带宽、23.74kHz的低频截止频率，输入等效噪声电流为4.08pA/Hz，最大输入光信号为+3dBm(2mA)，在3.3V的电源电压下，芯片功耗为43.4mW。
跨阻放大器 灵敏度 动态范围 自动增益控制 直流消除 电流注入 TIA sensitivity dynamic range AGC DC cancellation current injection
1 军械工程学院 光学与电子工程系， 石家庄 050003
2 中国人民解放军71192部队，山东 文登 264400
3 北京理工大学 光电工程系，北京 100081
针对“猫眼”目标激光主动探测，从抑制噪声干扰和激光后向散射出发，研究了APD激光回波信号探测系统的组成原理和电路设计。设计了一种基于APD的激光回波接收放大电路，采用自动增益控制技术(AGC)，同时给出了接收系统的控制时序逻辑图，并分别对窗帘、玻璃、光滑墙体，望远镜等目标的回波信号进行了接收实验和分析，提出了鉴别“猫眼”目标的方法，为后续“猫眼”目标识别的实验研究提供了依据。
激光主动探测 雪崩光电二极管 “猫眼”目标识别 自动增益控制 laser active detection APD "cat eye" target distinguishing AGC
