一种连续可变增益放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种连续可变增益放大器，包括增益控制电路、电阻网络及跨阻放大器：增益控制电路用于生成增益控制电平以控制电阻网络中的电流开关的导通或关闭，并控制每个电流开关对应的分流比连续变化；电阻网络用于在增益控制电平的控制下，将输入电压信号转换成连续可变的电流信号并输出；跨阻放大器用于将电阻网络输出的电流信号转换为输出电压信号。即，本发明专利技术的连续可变增益放大器可采用多个电流开关实现电流域的连续增益控制，使得其可工作于电流模式下，从而可以在较低的功耗下实现高带宽和高线性度，满足超宽带应用。另外，由于本发明专利技术连续可变增益放大器的实现不依赖于高性能放大器，且电路的结构相对简单，因而，较易实现且成本较低。

A Continuous Variable Gain Amplifier

The invention discloses a continuous variable gain amplifier, which includes a gain control circuit, a resistance network and a trans-resistance amplifier: a gain control circuit is used to generate a gain control level to control the turn-on or turn-off of current switches in a resistance network, and to control the continuous change of shunt ratio corresponding to each current switch; and a resistance network is used to control the input power under the control of a gain control level. Voltage signal is converted into continuous variable current signal and output; transimpedance amplifier is used to convert current signal output from resistance network into output voltage signal. That is to say, the continuous variable gain amplifier of the present invention can use multiple current switches to realize continuous gain control in the current domain, so that it can work in the current mode, thus achieving high bandwidth and high linearity at low power consumption, and satisfying ultra-wideband applications. In addition, since the realization of the continuous variable gain amplifier of the invention does not depend on the high-performance amplifier, and the circuit structure is relatively simple, it is easy to realize and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种连续可变增益放大器
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种连续可变增益放大器。
技术介绍
在各种无线传输技术中，由于实际通信环境，如通信距离、障碍、干扰的不同，无线通信设备中的收发链路增益往往会有较大范围的变化，因此，在收发链路中一般均会设置有相应的VGA(VariableGainAmplifier，可变增益放大器)，如连续型的VGA，也叫连续VGA，来提供可变的增益以实现恒定的输出信号功率。具体地，如图1所示，其为现有的X放大器类型的连续VGA的典型的结构示意图。由图1可知，所述X放大器可包括电阻网络11、跨导级电路12、增益控制电路13、输出级电路14以及反馈电阻15，其中：所述电阻网络11，可用于将输入电压信号转换为一组具有固定衰减步进的电压信号，转换后的每个电压信号都可输入到跨导级电路12中的相应的一个跨导级的输入正端；跨导级电路12，可用于在增益控制电路13的控制下，将电阻网络11输入的电压信号转换为电流信号并输出至输出级电路14；输出级电路14，可用于将接收到的电流信号转换为电压信号并输出，另外，输出级电路14还可利用反馈电阻15将输出信号反馈到跨导级电路12中的各跨导级的输入负端。也就是说，在X放大器中，跨导级电路12和输出级电路14可构成一个电压放大器，利用电阻负反馈来提升线性度，因此，X放大器可以获得较高的线性度。但是，由于X放大器采用的是电压型工作模式，开环增益带宽积有限，在超宽带条件下环路增益不足、线性度恶化显著，因而存在难以在超宽带下实现高线性度的问题。另外，由于X放大器的连续增益控制是通过调节电流源在跨导级中的分配进而选通不同的信号电压实现的，因而，使得控制电路较为复杂，芯片面积较大。再有，由于X放大器的性能依赖于高性能放大器，因而，还存在难以在CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)或BICMOS(BipolarComplementaryMetalOxideSemiconductor，双极互补金属氧化半导体)等工艺下实现，需要依赖于高性能工艺导致成本较高等的问题。综上所述，现有的X放大器等连续VGA存在难以在超宽带下实现高线性度、且增益控制电路较复杂、成本较高等的问题。因此，亟需提供一种新的连续VGA以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种连续可变增益放大器，用以解决现有的连续VGA难以在超宽带下实现高线性度、且电路较复杂、成本较高等的问题。第一方面，提供了一种连续可变增益放大器，包括增益控制电路、电阻网络以及跨阻放大器，其中，所述电阻网络包括L个电阻子网络，每一电阻子网络包括从信号输入端耦合至信号输出端的N条第一并联支路以及第二并联支路，每个第一并联支路包括串联的一第一电阻以及一电流开关，所述第二并联支路包括一第二电阻，且，每两个相邻的第一并联支路之间串接有一第三电阻，其中，所述L的取值为1或2，所述N为不小于2的正整数且所述N与所述电阻网络的阶数之差为1：所述增益控制电路，用于根据控制电压信号，生成增益控制电平，所述增益控制电平用于控制每一电阻子网络的N条第一并联支路中的N个电流开关的导通或关闭，并控制所述N个电流开关中的每个电流开关对应的分流比连续变化；所述电阻网络，用于在所述增益控制电路的所述增益控制电平的控制下，将输入电压信号转换成连续可变的电流信号并输出至所述跨阻放大器；所述跨阻放大器，用于将所述电阻网络输出的所述电流信号转换为输出电压信号。其中，电流开关对应的分流比通常是指电流开关的输出电流与电流开关的输入电流的比值。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述增益控制电路包括参考电平生成电路以及N个比较器，所述N个比较器分别与每一电阻子网络的N条第一并联支路中的N个电流开关一一对应；所述参考电平生成电路，用于生成与所述N个比较器一一对应的N个参考电平，并将每一参考电平输出至对应的比较器；其中，所述N个参考电平按照设定的顺序依次升高或依次降低；每一比较器，用于对所述控制电压信号和输入至所述比较器的参考电平进行比较，生成一组增益控制电平并输出至对应的电流开关；其中，所述N个比较器所生成并输出至对应的电流开关的N组增益控制电平中的每组增益控制电平均具备固定的共模电平。结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述增益控制电路包括参考电平生成电路以及M个比较器，所述M大于所述N；且，所述M个比较器中的每一比较器和与所述比较器相隔Z个比较器的另一比较器两两组合能够得到N组比较器，所述N组比较器分别与每一电阻子网络的N条第一并联支路中的N个电流开关一一对应，所述Z为任意自然数；所述参考电平生成电路，用于生成与所述M个比较器一一对应的M个参考电平，并将每一参考电平输出至对应的比较器；其中，所述M个参考电平按照设定的顺序依次升高或依次降低；每组比较器中的第一比较器，用于对所述控制电压信号和输入至所述第一比较器的参考电平进行比较，生成一对增益控制电平，并将生成的该对增益控制电平中的随着所述控制电压信号的增大呈上升趋势的增益控制电平输出至该组比较器所对应的电流开关；每组比较器中的第二比较器，用于对所述控制电压信号和输入至所述第二比较器的参考电平进行比较，生成一对增益控制电平，并将生成的该对增益控制电平中的随着所述控制电压信号的增大呈下降趋势的增益控制电平输出至该组比较器所对应的电流开关；其中，所述第一比较器对应的参考电平小于所述第二比较器对应的参考电平，且，所述N组比较器所输出至对应的电流开关的、由第一比较器输出的随着所述控制电压信号的增大呈上升趋势的增益控制电平和第二比较器输出的随着所述控制电压信号的增大呈下降趋势的增益控制电平所组成的每组增益控制电平均具备固定的共模电平。结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，若所述M与所述N之差为1，则所述M个比较器中的每一比较器和与所述比较器相邻的另一比较器两两组合得到N组比较器。结合第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述比较器为差分放大器。结合第一方面至第一方面的第四种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，每一电流开关包括两个MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体)管；所述两个MOS管的第一端和与所述电流开关相串联的一电阻相连，第二端与所述增益控制电路的信号输出端相连；所述两个MOS管中的一MOS管的第三端接一固定电平，另一MOS管的第三端与所述跨阻放大器的信号输入端相连；所述第二端为MOS管的栅极端。结合第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述MOS管为N型MOS管或P型MOS管。结合第一方面至第一方面的第六种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述跨阻放大器为基于电流放大器的跨阻放大器、基于运算放大器的跨阻放大器、共基放大型的跨阻放大器、或共栅放大型的跨阻放大器。结合第一方面至第一方面的第七种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，若所述L的取值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续可变增益放大器，其特征在于，包括增益控制电路、电阻网络以及跨阻放大器；所述增益控制电路，用于根据控制电压信号，生成增益控制电平；所述电阻网络，用于在所述增益控制电平的控制下，将输入电压信号转换成连续可变的电流信号并输出至所述跨阻放大器；所述跨阻放大器，用于将所述电阻网络输出的所述电流信号转换为输出电压信号。

【技术特征摘要】
1.一种连续可变增益放大器，其特征在于，包括增益控制电路、电阻网络以及跨阻放大器；所述增益控制电路，用于根据控制电压信号，生成增益控制电平；所述电阻网络，用于在所述增益控制电平的控制下，将输入电压信号转换成连续可变的电流信号并输出至所述跨阻放大器；所述跨阻放大器，用于将所述电阻网络输出的所述电流信号转换为输出电压信号。2.如权利要求1所述的连续可变增益放大器，其特征在于，所述电阻网络包括第一并联支路，所述第一并联支路包括串联的一第一电阻以及一电流开关。3.如权利要求2所述的连续可变增益放大器，其特征在于，所述电阻网络还包括：与所述第一并联支路并联的第二并联支路，所述第二并联支路包括一第二电阻。4.如权利要求2或3所述的连续可变增益放大器，其特征在于，所述电阻网络包括多个所述第一并联支路，每两个相邻的多个第一并联支路之间串接有一第三电阻。5.如权利要求2或3所述的连续可变增益放大器，其特征在于，所述电流开关包括两个金属氧化物半导体MOS管；所述两个MOS管的第一端和与所述电流开关相串联的一第一电阻相连，第二端与所述增益控制电路的信号输出端相连；所述两个MOS管中的一MOS管的第三端接一固定电平，另一MOS管的第三端与所述跨阻放大器的信号输入端相连；所述第二端为MOS管的栅极端。6.如权利要求5所述的连续可变增益放大器，其特征在于，所述MOS管为N型MOS管或P型MOS管。7.如权利要求6所述的连续可变增益放大器，其特征在于，所述电阻网络包括L个电阻子网络，每一电阻子网络包括从信号输入端耦合至信号输出端的N条第一并联支路以及第二并联支路，每个第一并联支路包括串联的一第一电阻以及一电流开关，所述第二并联支路包括一第二电阻，且，每两个相邻的第一并联支路之间串接有一第三电阻，其中，所述L的取值为1或2，所述N为不小于2的正整数；所述增益控制电平用于控制每一电阻子网络的N条第一并联支路中的N个电流开关的导通或关闭，并控制所述N个电流开关中的每个电流开关对应的分流比连续变化。8.如权利要求7所述的连续可变增益放大器，其特征在于，所述增益控制电路包括参考电平生成电路以及N个比较器，所述N个比较器分别与每一电阻子网络的N条第一并联支路中的N个电流开关一一对应；所述参考电平生成电路，用于生成与所述N个比较器一一对应的N个参考电平，并将每一参考电平输出至对应的比较器；其中，所述N个参考电平按照设定的顺序依次升高或依次降低；每一比较器，用于对所述控制电压信号和输入至所述比较器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李治，诸小胜，饶进，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44