一种宽带大动态范围对数检波器制造技术

本发明专利技术公开一种宽带大动态范围对数检波器，属于宽带检波器技术领域。所述宽带大动态范围对数检波器包括限幅放大器模块、整流器模块和加法器模块；其中，所述限幅放大器模块用于对输入信号进行限幅放大；所述整流器模块用于将所述限幅放大器模块的输入信号转换为检测电流；所述加法器模块用于将所述多个整流器模块的检测电流汇总至电阻转换为电压输出。本发明专利技术具有宽频率范围输入、大动态范围输出功能，可以覆盖更宽的信号传输速率、覆盖更大的信号功率范围，满足高集成度、高精度、高灵敏度和大动态范围接收机等系统对检波器性能的严格要求。

A Wideband Logarithmic Detector with Large Dynamic Range

【技术实现步骤摘要】
一种宽带大动态范围对数检波器
本专利技术涉及宽带检波器
，特别涉及一种宽带大动态范围对数检波器。
技术介绍
对数检波器技术是一种将射频功率信号对数转换到基带的技术。检波器器件既可作为独立的检波器芯片用于信号处理、广播、电视、雷达、手持电子设备等领域，也可作为子模块用于射频模拟前端，实现将射频输入功率信号转换成基带信号的功能。随着电子信息产业的发展以及5G的推进，尤其是电子产品的发展，对接收设备的精度、灵敏度和动态范围等参数的要求越来越高，检波器作为接收机的关键模块，决定了接收机的灵敏度、带宽等重要因素，影响着整个通信系统的性能。检波器的带宽性能由检波器中的级联限幅放大器的带宽决定。目前国内外已研究了多种技术用于拓展限幅放大器的带宽性能，但引入了其他问题，比如牺牲了面积、降低了低频增益、增加了功耗、结构复杂等。随着电子信息技术的发展，对电路的面积、功耗、集成度等各个指标之间的折衷提出了更高的要求。传统的结构已经不能够保证高性能检波器电路的实现。因此，在系统中设计宽带限幅放大器、宽带大动态范围检波器非常有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种宽带大动态范围对数检波器，以解决目前难以实现高性能检波器电路的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种宽带大动态范围对数检波器，包括：限幅放大器模块，用于对输入信号进行限幅放大；整流器模块，用于将所述限幅放大器模块的输入信号转换为检测电流；加法器模块，用于将所述多个整流器模块的检测电流汇总至电阻转换为电压输出。可选的，所述宽带大动态范围对数检波器还包括直流失调消除模块和温度补偿模块；其中，所述直流失调消除模块用于调整减小所述限幅放大器模块的查分信号的直流电平误差；所述温度补偿模块与所述加法器模块相连，用于改善所述宽带大动态范围对数检波器输出的温度一致性。可选的，所述宽带大动态范围对数检波器还包括带隙基准模块和偏置模块，用于为所述限幅放大器模块、所述整流器模块、所述直流失调消除电路和所述温度补偿模块提供稳定偏置电压、电流。可选的，所述限幅放大器模块包括第一NPN型双极管N1~第十NPN型双极管N10、第一电阻R1~第十电阻R10；第三NPN型双极管N3的基极接差分输入正端口INP，第四NPN型双极管N4的基极接差分输入负端口INN，第七NPN型双极管N7~第十NPN型双极管N10的基极均接偏置电压输入端口VB，第一NPN型双极管N1的集电极接差分输出正端口VOP，第二NPN型双极管N2的集电极接差分输出负端口VON，第五NPN型双极管N5的发射极接差分输出正端口OUTP，第六NPN型双极管N6的发射极接差分输出负端口OUTN；第一NPN型双极管N1的集电极分别接第五NPN型双极管N5的基极和第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端分别接第二NPN型双极管N2的基极、第六NPN型双极管N6的集电极和第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端接电源正端VDD；第一NPN型双极管N1的基极分别接第八NPN型双极管N8的集电极、第二电阻R2的一端、第四电阻R4的一端；第二电阻R2的另一端接电源正端VDD，第四电阻R4的另一端分别接第二NPN型双极管N2的集电极、第六NPN型双极管N6的基极；第一NPN型双极管N1的发射极接第三NPN型双极管N3的集电极，第三NPN型双极管N3的发射极接第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端分别接第七NPN型双极管N7的集电极、第八NPN型双极管N8的集电极、第六电阻R6的一端；第六电阻R6的另一端接第四NPN型双极管N4的发射极；第七NPN型双极管N7的发射极接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端接电源负端GND；第二NPN型双极管N2的发射极接第四NPN型双极管N4的集电极，第八NPN型双极管N8的发射极接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接电源负端GND；第五NPN型双极管N5的发射极接第九NPN型双极管N9的集电极，第九NPN型双极管N9的发射极接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接电源负端GND；第六NPN型双极管N6的发射极接第十NPN型双极管N10的集电极，第十NPN型双极管N10的发射极接第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端接电源负端GND。可选的，所述整流器模块包括第十一NPN型双极管N11~第十四NPN型双极管N14、第十一电阻R11~第十三电阻R13；其中，第十一NPN型双极管N11的基极、第十二电阻R12的一端均接差分输入正端口DIN；第十二电阻R12的另一端分别接第十三电阻R13的一端、第十三NPN型双极管N13的基极；第十二NPN型双极管N12的基极、第十三电阻R13的一端均接差分输入负端口DIN，第十三NPN型双极管N13的集电极接第一电流输出端IOUT1，第十四NPN型双极管N14的基极接第二偏置电压输入端口VBIAS2；第十一NPN型双极管N11的集电极分别接第十二NPN型双极管N12的集电极、第十一电阻R11的一端；第十一电阻R11的另一端接电源正端VDD，第十一NPN型双极管N11的发射极分别接第十二NPN型双极管N12的发射极、第十三NPN型双极管N13的发射极、第十四NPN型双极管N14的集电极，第十四NPN型双极管N14的发射极接电源负端GND。可选的，所述温度补偿模块包括第十五NPN型双极管N15~第十九NPN型双极管N19、第十四电阻R14~第十七电阻R17和运放模块；其中，第十四电阻R14的一端接第三偏置电压输入端口VBIAS3，第十四电阻R14的另一端分别接第十五电阻R15的一端、第十六电阻R16的一端和所述运放模块的正输入端，第十五电阻R15的另一端接电源负端GND；第十六电阻R16的另一端接电源负端GND；第十七NPN型双极管N17的基极、第十五NPN型双极管N15的发射极均接第一偏置电流输入端IBIAS1，第十五NPN型双极管N15的基极接电源正端VDD，第十五NPN型双极管N15的集电极电源正端VDD，第十八NPN型双极管N18的基极、第十六NPN型双极管N16的发射极均接第二偏置电流输入端IBIAS2，第十六NPN型双极管N16的基极接电源正端VDD，第十六NPN型双极管N16的集电极电源正端VDD，第十七NPN型双极管N17的集电极接第二电流输出端IOUT2，第十八NPN型双极管N18的集电极接第三电流输出端IOUT3，第十七NPN型双极管N17的发射极分别接第十八NPN型双极管N18的发射极和第十九NPN型双极管N19的集电极，第十九NPN型双极管N19的基极接所述运放模块的输出端，第十九NPN型双极管N19的发射极分别接所述运放模块的负输入端、第十七电阻R17的一端，第十七电阻R17的另一端接电源负端GND。可选的，所述宽带大动态范围对数检波器基于SiGeHBT器件设计流片。本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术的宽带大动态范围对数检波器采用宽带、较高增益限幅放大器结构，与传统结构相比，功耗较低、采用NPN和电阻数量较少，有很好的面积、功耗、性能折衷；（2）本专利技术采用温度补偿模块结构，经验证，电路经温度补偿后，检波输出曲线温度一直性好；（3）本专利技术基于SiGeHBT器件设计流片，充分发挥HBT器件特征频率高的优势，经验证，可以实现1MHz本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽带大动态范围对数检波器，其特征在于，包括：限幅放大器模块，用于对输入信号进行限幅放大；整流器模块，用于将所述限幅放大器模块的输入信号转换为检测电流；加法器模块，用于将所述多个整流器模块的检测电流汇总至电阻转换为电压输出。

【技术特征摘要】
1.一种宽带大动态范围对数检波器，其特征在于，包括：限幅放大器模块，用于对输入信号进行限幅放大；整流器模块，用于将所述限幅放大器模块的输入信号转换为检测电流；加法器模块，用于将所述多个整流器模块的检测电流汇总至电阻转换为电压输出。2.如权利要求1所述的宽带大动态范围对数检波器，其特征在于，所述宽带大动态范围对数检波器还包括直流失调消除模块和温度补偿模块；其中，所述直流失调消除模块用于调整减小所述限幅放大器模块的查分信号的直流电平误差；所述温度补偿模块与所述加法器模块相连，用于改善所述宽带大动态范围对数检波器输出的温度一致性。3.如权利要求2所述的宽带大动态范围对数检波器，其特征在于，所述宽带大动态范围对数检波器还包括带隙基准模块和偏置模块，用于为所述限幅放大器模块、所述整流器模块、所述直流失调消除电路和所述温度补偿模块提供稳定偏置电压、电流。4.如权利要求1所述的宽带大动态范围对数检波器，其特征在于，所述限幅放大器模块包括第一NPN型双极管N1~第十NPN型双极管N10、第一电阻R1~第十电阻R10；第三NPN型双极管N3的基极接差分输入正端口INP，第四NPN型双极管N4的基极接差分输入负端口INN，第七NPN型双极管N7~第十NPN型双极管N10的基极均接偏置电压输入端口VB，第一NPN型双极管N1的集电极接差分输出正端口VOP，第二NPN型双极管N2的集电极接差分输出负端口VON，第五NPN型双极管N5的发射极接差分输出正端口OUTP，第六NPN型双极管N6的发射极接差分输出负端口OUTN；第一NPN型双极管N1的集电极分别接第五NPN型双极管N5的基极和第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端分别接第二NPN型双极管N2的基极、第六NPN型双极管N6的集电极和第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端接电源正端VDD；第一NPN型双极管N1的基极分别接第八NPN型双极管N8的集电极、第二电阻R2的一端、第四电阻R4的一端；第二电阻R2的另一端接电源正端VDD，第四电阻R4的另一端分别接第二NPN型双极管N2的集电极、第六NPN型双极管N6的基极；第一NPN型双极管N1的发射极接第三NPN型双极管N3的集电极，第三NPN型双极管N3的发射极接第五电阻R5的一端；第五电阻R5的另一端分别接第七NPN型双极管N7的集电极、第八NPN型双极管N8的集电极、第六电阻R6的一端；第六电阻R6的另一端接第四NPN型双极管N4的发射极；第七NPN型双极管N7的发射极接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端接电源负端GND；第二NPN型双极管N2的发射极接第四NPN型双极管N4的集电极，第八NPN型双极管N8的发射极接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接电源负端GND；第五NPN型双极管N5的发射极接第九NPN型双极管N9的集电极，第九NPN型双极管N9的发射极接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接电源负端GN...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雪莲，张沁枫，蒋颖丹，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32