一种可变增益放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种可变增益放大器，包括增益控制单元以及相位补偿单元，其中：所述增益控制单元包括一组或两组晶体管，用于通过改变所述一组或两组晶体管中的各晶体管的偏置电压的大小，对各晶体管的输出电流的大小进行控制，以改变所述可变增益放大器的增益；所述相位补偿单元用于对所述一组或两组晶体管中的各晶体管的输出电流的相位进行补偿，以使得所述可变增益放大器的输出信号的相位保持恒定。即，本方案中，可通过在可变增益放大器的输入级增加相位补偿网络，使得可变增益放大器在不同的增益状态下，均能保证输出相位的恒定，从而解决了现有的可变增益放大器所存在的无法实现不同增益下输出相位恒定的问题，提高了可变增益放大器的性能。

A Variable Gain Amplifier

The invention discloses a variable gain amplifier, including a gain control unit and a phase compensation unit, wherein the gain control unit comprises a group or two transistors for controlling the output current of each transistor by changing the bias voltage of each transistor in the group or group of transistors to change the variable gain amplifier. The phase compensation unit is used to compensate the phase of the output current of each transistor in one or two sets of transistors so as to keep the phase of the output signal of the variable gain amplifier constant. In this scheme, phase compensation network can be added to the input stage of variable gain amplifier to ensure that the output phase of variable gain amplifier is constant in different gain states, thus solving the problem that the existing variable gain amplifier can not achieve constant output phase under different gain, and improving the performance of variable gain amplifier.

【技术实现步骤摘要】
一种可变增益放大器
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种可变增益放大器。
技术介绍
由于相控阵系统对信号的相位有严格的要求，因而，对于应用在相控阵系统中的VGA(VariableGainAmplfier，可变增益放大器)电路而言，其除了应具备增益控制的功能外，还需具备保持不同增益状态下输出相位恒定的功能，否则会恶化移相精度，影响系统性能。目前，业内常采用以下两种放大器结构来实现放大器增益的有效控制：第一种，电流舵(CurrentSteering)型可变增益放大器。如图1所示，其中，I表示电流源，R为上拉电阻，Q0～Qn1、Q1N～Q2N表示晶体管(如三极管或者MOS管等)。该放大器的工作原理可为：通过控制该放大器电路中的各共栅管(如Q0～Q2N)的导通与截止，实现信号的分流，进而实现对放大器增益的有效控制。但是，由于在不同增益状态下，该放大器的输出节点A处接入的共栅管数量是不一样的，使得该放大器的输出节点A处的输出电容会随着该放大器增益的变化而变化，从而导致该放大器的输出相位也会随着该放大器的增益不断变化，即会存在无法实现不同增益下输出相位恒定的问题。第二种，偏压控制型可变增益放大器。如图2所示，其中，R表示偏置电阻，Q1、Q2表示晶体管(如三极管或者MOS管等)，Vb1表示偏置电压。该放大器的工作原理可为：通过改变Q1的偏置电压Vb1，对该放大器的输出电流进行控制，以控制该放大器的输入级跨导，进而实现对该放大器增益的有效控制。但是，由于晶体管自身的结电容和寄生电容在不同的偏置电流下具备不同的电容值，从而使得该放大器电路的输出相位会随着偏置电流的变化而变化，从而导致仍会存在无法实现不同增益下输出相位恒定的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种可变增益放大器，用以解决现有的可变增益放大器所存在无法实现不同增益下输出相位恒定的问题。一方面，本专利技术实施例提供了一种可变增益放大器，包括增益控制单元以及相位补偿单元，其中，所述增益控制单元包括一组或两组晶体管：所述增益控制单元，用于通过改变所述一组或两组晶体管中的各晶体管的偏置电压的大小，对各晶体管的输出电流的大小进行控制，以改变所述可变增益放大器的增益；所述相位补偿单元，用于对所述一组或两组晶体管中的各晶体管的输出电流的相位进行补偿，以使得所述可变增益放大器的输出信号的相位保持恒定。也就是说，本专利技术实施例所述方案中，可通过在可变增益放大器的输入级增加相位补偿网络，使得可变增益放大器在不同的增益状态下，均能保证输出相位的恒定，从而解决了现有的可变增益放大器所存在的无法实现不同增益下输出相位恒定的问题，提高了可变增益放大器的性能。在一种可能的实现方式中，若所述增益控制单元包括两组晶体管，则所述两组晶体管中的第一组晶体管包括第一晶体管以及第二晶体管，且第一晶体管的信号输入端与第一电压输入信号以及第一偏置电压相连，第二晶体管的信号输入端与第二电压输入信号以及第二偏置电压相连；所述两组晶体管中的第二组晶体管包括第三晶体管以及第四晶体管，且第三晶体管的信号输入端与所述第一电压输入信号以及所述第二偏置电压相连，第四晶体管的信号输入端与所述第二电压输入信号以及所述第一偏置电压相连；且，所述第一电压输入信号与所述第二电压输入信号为一对差分信号：所述增益控制单元，具体用于通过改变所述第一偏置电压以及所述第二偏置电压的大小，对所述两组晶体管中的各晶体管的输出电流的大小进行控制，以改变所述可变增益放大器的增益。也就是说，可通过在可变增益放大器的输入级实现正负输入信号的合路，来实现增益控制功能。在另一种可能的实现方式中，所述相位补偿单元包括第一相位补偿子单元以及第二相位补偿子单元：所述第一相位补偿子单元的两端分别与第一晶体管、第三晶体管的未作为所述可变增益放大器的信号输出端的信号输出端相连，用于对第一晶体管、第三晶体管的输出电流的相位进行补偿；所述第二相位补偿子单元的两端分别与第二晶体管、第四晶体管的未作为所述可变增益放大器的信号输出端的信号输出端相连，用于对第二晶体管、第四晶体管的输出电流的相位进行补偿。也就是说，可将每一个相位补偿子单元连接在可变增益放大器的同相输入端，以对可变增益放大器输出信号的相位进行补偿。其中，每一相位补偿子单元包括一电容，或者，包括一电容以及与该电容相串联的一电阻。也就是说，所述相位补偿单元的阻抗可以是一个虚部，或是虚部和实部的组合，使得相位补偿单元的结构更为灵活。另外，每一相位补偿子单元中的电容的容值不小于设定阈值。即，本专利技术实施例中，可引入在可变增益放大器的工作频段内阻抗较小，通常可呈现出交流短路特性的电容作为相位补偿单元，以使得相位补偿单元的引入不会影响整个可变增益放大器输出信号的幅度。在一种可能的实现方式中，所述可变增益放大器还包括：退化单元，用于通过改变所述一组或两组晶体管中的各晶体管的输出电流的线性度，改变所述可变增益放大器的输出信号的线性度。也就是说，在本专利技术实施例中，可引入用于改善各晶体管的输出电流的线性度的退化单元，进而改善整个可变增益放大器的输出信号的线性度，使得可变增益放大器的跨导增益可尽可能地随着偏置电压的变化而线性地变化。其中，所述退化单元包括电阻和/或电感。即，在本专利技术实施例中，所述退化单元可为单独的电阻、单独的电感或者电阻和电感的任意组合。在一种可能的实现方式中，所述第一偏置电压以及所述第二偏置电压能够使得第一晶体管、第三晶体管的输出电流的大小之和与第二晶体管、第四晶体管的输出电流的大小之和相等，且为一设定的固定值。也就是说，在本专利技术实施例中，所述第一偏置电压以及所述第二偏置电压的大小需要使得第一晶体管、第三晶体管的输出电流的大小之和，以及，第二晶体管、第四晶体管的输出电流的大小之和恒为一固定值，从而保证了可变增益放大器的输入阻抗的恒定，使得可变增益放大器的输入阻抗不会随着增益状态的变化而变化，进一步提高了可变增益放大器的性能。在另一种可能的实现方式中，所述增益控制单元，具体用于通过模拟控制和/或数字控制的方式改变所述一组或两组晶体管中的各晶体管的偏置电压的大小。也就是说，在本专利技术实施例中，可通过模拟控制和/或数字控制的方式来实现增益的切换，使得增益精度的步进更小，系统的性能更高。在另一种可能的实现方式中，所述增益控制单元中的每一晶体管为三极管、或场效应管。即，本专利技术实施例中，晶体管可为三极管，也可为场效应管，从而提高了可变增益放大器的灵活性。本专利技术实施例提出了一种可变增益放大器，可通过在可变增益放大器的输入级增加相位补偿网络，使得可变增益放大器在不同的增益状态下，均能保证输出相位的恒定，从而解决了现有的可变增益放大器所存在的无法实现不同增益下输出相位恒定的问题，提高了可变增益放大器的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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所示为现有技术中的电流舵型可变增益放大器的结构示意图；图2所示为现有技术中的偏压控制型可变增益放大器的结构示意图；图3所示为本专利技术实施例中的可变增益放大器的第一种可能的结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可变增益放大器，其特征在于，包括增益控制单元以及相位补偿单元，其中，所述增益控制单元包括一组或两组晶体管：所述增益控制单元，用于通过改变所述一组或两组晶体管中的各晶体管的偏置电压的大小，对各晶体管的输出电流的大小进行控制，以改变所述可变增益放大器的增益；所述相位补偿单元，用于对所述一组或两组晶体管中的各晶体管的输出电流的相位进行补偿，以使得所述可变增益放大器的输出信号的相位保持恒定。

【技术特征摘要】
1.一种可变增益放大器，其特征在于，包括增益控制单元以及相位补偿单元，其中，所述增益控制单元包括一组或两组晶体管：所述增益控制单元，用于通过改变所述一组或两组晶体管中的各晶体管的偏置电压的大小，对各晶体管的输出电流的大小进行控制，以改变所述可变增益放大器的增益；所述相位补偿单元，用于对所述一组或两组晶体管中的各晶体管的输出电流的相位进行补偿，以使得所述可变增益放大器的输出信号的相位保持恒定。2.如权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，若所述增益控制单元包括两组晶体管，则所述两组晶体管中的第一组晶体管包括第一晶体管以及第二晶体管，且第一晶体管的信号输入端与第一电压输入信号以及第一偏置电压相连，第二晶体管的信号输入端与第二电压输入信号以及第二偏置电压相连；所述两组晶体管中的第二组晶体管包括第三晶体管以及第四晶体管，且第三晶体管的信号输入端与所述第一电压输入信号以及所述第二偏置电压相连，第四晶体管的信号输入端与所述第二电压输入信号以及所述第一偏置电压相连；且，所述第一电压输入信号与所述第二电压输入信号为一对差分信号；所述增益控制单元，具体用于通过改变所述第一偏置电压以及所述第二偏置电压的大小，对所述两组晶体管中的各晶体管的输出电流的大小进行控制，以改变所述可变增益放大器的增益。3.如权利要求2所述的可变增益放大器，其特征在于，所述相位补偿单元包括第一相位补偿子单元以及第二相位补偿子单元：所述第一相位补偿子单元的两端分别与第一晶体管、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁成，彭嵘，
申请(专利权)人：深圳市海思半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44