可编程增益控制放大器和导航接收机制造技术

技术编号:20080975 阅读:46 留言:0更新日期:2019-01-15 02:34
本发明专利技术提供了一种可编程增益控制放大器和导航接收机,涉及导航接收机的技术领域,包括相级联的多个差分增益控制单元,差分增益控制单元的增益步长不同;差分增益控制单元按照增益步长的大小进行分级和/或合并,以达到预设增益值和预设动态范围值,其中,按照增益步长从大到小的顺序,保证了小信号时噪声系数(NF)足够小。将分级或合并后的差分增益控制单元进行前后级分配,大增益步进进行分级,一方面可以有效减小尺寸,另一方面避免失调被过度放大影响电路工作。小增益步进合并,减小复杂度,同时增加尺寸提高了匹配度保证精度。通过对不同增益步长的拆分与合并,实现高精度、高动态及高性价比,满足应用要求。

Programmable Gain Control Amplifier and Navigation Receiver

The invention provides a programmable gain control amplifier and a navigation receiver, which relates to the technical field of a navigation receiver, including a plurality of cascaded differential gain control units, in which the gain step of the differential gain control unit is different, and the differential gain control unit is graded and/or merged according to the size of the gain step to achieve the preset gain value and the preset dynamic range value. According to the order of gain step size from large to small, the noise figure (NF) of small signal is ensured to be small enough. The graded or merged differential gain control unit is allocated in front and back stages, and the large gain step is graded. On the one hand, the size can be reduced effectively, on the other hand, the offset can be avoided to be too amplified to affect the work of the circuit. The small gain step-by-step merging reduces the complexity and increases the size to improve the matching accuracy. By splitting and merging different gain steps, high accuracy, high dynamic performance and high cost performance can be achieved to meet the application requirements.

【技术实现步骤摘要】
可编程增益控制放大器和导航接收机
本专利技术涉及导航接收机
,尤其是涉及一种可编程增益控制放大器和导航接收机。
技术介绍
在导航接收机领域,增益控制放大器是不可或缺的一部分。增益控制放大器通常分为模拟控制增益放大器(VGA)和可编程增益控制放大器(PGA)。与VGA相比,PGA包括控制精准,省去滤波电容,工艺一致性更好等诸多优点,最重要的是随着芯片发展,增益控制放大器也朝着大规模集成和深亚微米的方向发展。当前,数字化成为趋势,可编程增益控制放大器得到广泛应用,但在功耗面积和精度上常常不能兼顾,顾此失彼,不能同时满足动态范围、带宽、功耗、噪声等多方面的应用要求。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供可编程增益控制放大器和导航接收机,通过对差分增益控制单元的拆分与合并,实现高精度、高动态及高性价比,满足应用要求。第一方面,本专利技术实施例提供了一种可编程增益控制放大器,包括相级联的多个差分增益控制单元,所述差分增益控制单元的增益步长不同;所述差分增益控制单元按照所述增益步长的大小进行分级和/或合并,以达到预设增益值和预设动态范围值,其中,按照所述增益步长从大到小的顺序,将分级或合并后的所述差分增益控制单元进行前后级分配。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,所述预设增益值为0.5dB,预设动态范围值为63dB。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,经合并,相级联的所述差分增益控制单元的所述增益步长包括32dB、16dB、8dB、4dB、2dB、1dB和0.5dB。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,所述增益步长为32dB的所述差分增益控制单元拆分成四个相级联的所述增益步长为8dB的差分增益控制单元;所述增益步长为16dB的所述差分增益控制单元拆分成两个相级联的所述增益步长为8dB的差分增益控制单元。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,所述增益步长为2dB的所述差分增益控制单元拆分成两个相级联的所述增益步长为1dB的差分增益控制单元。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,其中,经合并和分级,相级联的所述差分增益控制单元的所述增益步长包括8dB、4dB、1dB和0.5dB。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,其中,通过控制字控制所述差分增益控制单元,所述控制字控制至少一个差分增益控制单元。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,其中,所述差分增益控制单元,包括:控制开关、差分放大模块、电流源和输出负载;所述差分放大模块的一端与所述输出负载的一端相连接,所述输出负载的另一端接电源,所述差分放大模块的另一端与所述控制开关的一端相连接,所述控制开关的另一端与所述电流源的一端相连接,所述电流源的另一端接地,其中,所述差分放大模块包括两个差分放大电路;在保持所述输出负载,所述电流源不变的情况下,通过所述控制开关的开关状态,控制所述差分放大模块中所述差分放大电路的导通状态,以达到所述增益步长。结合第一方面,本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式,其中,所述控制开关包括第一控制开关和第二控制开关;通过所述第一控制开关和所述第二控制开关分别控制所述差分放大电路进行导通断开,形成第一导通电路和第二导通电路,以达到所述增益步长。第二方面,本专利技术实施例还提供一种导航接收机,包括如上所述的可编程增益控制放大器。本专利技术实施例提供了一种可编程增益控制放大器和导航接收机,涉及导航接收机的
,为了达到预设增益值和预设动态范围值,将不同增益步长的差分增益单元进行拆分分级和/或合并,多个差分增益控制单元按照增益步长从大到小的顺序相级联,将增益步长较大的差分增益单元分配在前级,增益步长较小的差分增益单元分配在后级,通过上述方案实现高精度、高动态及高性价比,满足应用要求。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为传统的可编程增益控制放大器结构示意图;图2为本专利技术实施例提供的差分增益控制单元结构示意图;图3为本专利技术实施例提供的由单一0.5dB精度差分增益控制单元实现的可编程控制放大器级联架构图;图4为本专利技术实施例提供的由不同增益步长差分增益控制单元实现的可编程控制放大器级联架构图之一;图5为本专利技术实施例提供的由不同增益步长差分增益控制单元实现的可编程控制放大器级联架构图之二;图6为本专利技术实施例提供的可编程增益控制放大器的增益仿真波形图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。当前,数字化成为趋势,可编程增益控制放大器得到广泛应用,但在功耗面积和精度上常常不能兼顾,顾此失彼,不能同时满足动态范围、带宽、功耗、噪声等多方面的应用要求,如图1所示。图1为传统的可编程增益控制放大器结构示意图,由左至右分别为(a)通过开关控制的电阻负反馈式PGA(可编程增益控制放大器)、(b)通过数字控制的源级退化PGA和(c)通过调节跨导实现的PGA。图1(a)电阻负反馈式PGA中,Rin和Rfb一般通过MOS开关进行数字控制,由于运算放大器的增益带宽积是有限的,因此,这种结构的主要缺点是其带宽随着增益的增加而减小,非常不适合低功耗小型化的应用市场,特别是当需要应用大带宽的PGA时,其运放的功耗和面积会更大。图1(b)数字控制的源级退化PGA中,通过MOS开关控制Rsd来实现增益控制,但需要在输入管的跨导gm-in足够大的情况下,源级退化PGA的增益才可以近似为1/Rsd,从而被精准控制,必然会大大增加功耗。图1(c)调节跨导实现的PGA中,通过控制输入管的工作区域来实现可编程增益,输入管工作在饱和区对应高增益,输入管工作在线性区对应低增益,因受工艺、电压和温度等因素的影响,增益变化敏感不能进行精确的控制。以上三种传统的方案中常见的PGA结构,首先在功耗面积和精度上顾此失彼,其次不能同时满足要求高精度、高动态、大带宽、低功耗,小面积,低噪声,高线性等多个要求。基于此,本专利技术实施例提供的一种增益控制放大器和导航接收机,通过对差分增益控制单元的拆分与合并,实现高精度、高动态及高性价比,满足应用要求。下面通过实施例进行详细描述。本专利技术实施例提供一种可编程增益控制放大器,包括相级联的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种可编程增益控制放大器,其特征在于,包括相级联的多个差分增益控制单元,所述差分增益控制单元的增益步长不同;所述差分增益控制单元按照所述增益步长的大小进行分级和/或合并,以达到预设增益值和预设动态范围值,其中,按照所述增益步长从大到小的顺序,将分级或合并后的所述差分增益控制单元进行前后级分配。

【技术特征摘要】
1.一种可编程增益控制放大器,其特征在于,包括相级联的多个差分增益控制单元,所述差分增益控制单元的增益步长不同;所述差分增益控制单元按照所述增益步长的大小进行分级和/或合并,以达到预设增益值和预设动态范围值,其中,按照所述增益步长从大到小的顺序,将分级或合并后的所述差分增益控制单元进行前后级分配。2.根据权利要求1所述的可编程增益控制放大器,其特征在于,所述预设增益值为0.5dB,预设动态范围值为63dB。3.根据权利要求2所述的可编程增益控制放大器,其特征在于,经合并,相级联的所述差分增益控制单元的所述增益步长包括32dB、16dB、8dB、4dB、2dB、1dB和0.5dB。4.根据权利要求3所述的可编程增益控制放大器,其特征在于,所述增益步长为32dB的所述差分增益控制单元拆分成四个相级联的所述增益步长为8dB的差分增益控制单元;所述增益步长为16dB的所述差分增益控制单元拆分成两个相级联的所述增益步长为8dB的差分增益控制单元。5.根据权利要求3或4所述的可编程增益控制放大器,其特征在于,所述增益步长为2dB的所述差分增益控制单元拆分成两个相级联的所述增益步长为1dB的差分增益控制单元。6.根据权利要求5所述的可编程增益控制放大器,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢婷婷李娟鲍荣涛王玉娇倪文海徐文华田磊周业成
申请(专利权)人:上海迦美信芯通讯技术有限公司杭州迦美信芯通讯技术有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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