用于汽车雷达的电压增益放大器制造技术

本公开涉及用于汽车雷达的电压增益放大器。本文公开了一种用于汽车雷达接收器链中的电压增益放大器。电压增益放大器利用极点至零点抵消产出期望的传递函数，在期望衰减的带宽处没有增益峰值的情况下，以及利用由包括高通滤波器和差分放大器的反馈回路实际上形成的低通滤波器，以确保在期望的带宽处的期望衰减水平。在一些实例中，可以在高通滤波器之前和差分放大器之后的反馈回路中利用斩波器，以便减小反馈回路中差分放大器的带宽。减小反馈回路中差分放大器的带宽。减小反馈回路中差分放大器的带宽。

【技术实现步骤摘要】
用于汽车雷达的电压增益放大器


[0001]本公开涉及在汽车雷达设备的接收器链中使用的电压增益放大器的领域，并且特别地涉及一种电压增益放大器的设计，该设计能够在由给定接收器链配置导致的混叠带中提供期望的衰减水平，同时避免增益峰值的问题。

技术介绍

[0002]雷达系统现在经常用于汽车驾驶员辅助系统中，例如用于确定与利用雷达系统的车辆附近的其他车辆和物体的距离。作为一个例子，车辆的巡航控制系统可以利用雷达，使得当利用雷达系统的车辆前方缺少附近车辆时，由利用雷达系统的车辆保持设定的速度，但是当利用雷达系统的车辆前方存在附近车辆时，利用雷达系统的车辆减速，以保持其自身与附近车辆之间的设定距离。
[0003]这样的雷达系统包括传输链以及接收链，传输链传输无线电波，接收链接收已从附近车辆或物体反射并且的、返回到采用雷达系统的车辆的无线电波。通过分析接收到的无线电波，到附近车辆或物体的距离可以被确定。
[0004]参照图1，现在描述用于车载雷达系统的接收链10。接收链10包括混频器11，该混频器11从雷达波接收器接收输入射频信号RX_IN。该输入射频信号RX_IN表示从目标反射的、并且返回到接收链10的雷达波。
[0005]本地振荡器输出信号LO_IN由放大器12放大，并且混频器11将放大的本地振荡器输出信号LO_IN与输入射频信号RX_IN混合以产生基带信号。高通滤波器13滤波基带信号以衰减DC支线，并且以差分形式输出基带信号。高通滤波器13的输出是差分信号Vinp和Vinm，并且每个输出还携带输入共模电压Vicm。
[0006]本文公开的电压增益放大器(VGA)15在其非反相输入端子处接收差分输入信号Vicm+Vinp，并且在其反相输入端子处接收差分输入信号Vicm
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Vinm。VGA 15生成输出差分信号Voutp和Voutm，该差分信号作为输入由提供进一步放大的第二电压增益放大器(VGA 2)24接收。
[0007]注意，第二VGA 24可以是任何设计，并且在一些情况下不具有与VGA 15相同的结构和功能。第二VGA 24的输出由低通滤波器16接收和滤波以产生输出差分信号Vlpfp和Vlpfm，该差分信号然后由模数转换器(ADC)17转换至数字域。来自ADC 17的数字信号输出OUT可以被用于确定在集成有接收链10的车辆与附近车辆或物体之间的距离。
[0008]在该示例中，中频的带宽约为25MHz，并且由VGA 15驱动的ADC 17是具有采样频率为100MHz的12位ADC。25MHz中频带宽和100MHz采样频率的结果是在75MHz至100MHz处的混叠带。因此，期望在75MHz至100MHz处的衰减约为72dB，以避免无意中采样混叠带中的信号。
[0009]低通滤波器16被因此设计为用作抗混叠滤波器，并且被放置在第二VGA 24之后，因为如果低通滤波器16被放置在VGA 15之前，那么由低通滤波器16引入的噪声将被放大，这是不期望的。因此，在VGA 15的输入处存在75MHz至100MHz的混叠带中的信号，并且这些信号可以使VGA 15饱和，淹没中频带内的期望的信号。
[0010]因此，VGA 15的设计需要衰减混叠带中的信号。在衰减混叠带中信号的VGA的尝试创建已经被进行，但它们存在缺点。例如，在期望衰减的带宽中可能出现增益峰值，使得期望的衰减水平无法达到。
[0011]因此，进一步的发展是需要的。

技术实现思路

[0012]本文公开了一种电路(例如，电压增益放大器)，包括：放大器，具有接收输入信号的输入，并且在输出处生成输出信号，其中输出信号包括期望的低频分量和不期望的高频分量；高通滤波器，接收输出信号并且配置为滤除期望的低频分量并且传递不期望的高频分量；以及晶体管电路，耦合在放大器的输入与接地之间，其中晶体管电路由通过高通滤波器传递的输出信号的不期望的高频分量驱动，使得晶体管电路从输入信号中移除那些不期望的高频分量。
[0013]本文还公开了一种电路，包括：放大器，具有接收输入信号的输入，并且在输出处生成输出信号，其中输出信号包括不期望的高频分量；第一斩波器，被配置为接收输出信号并且处理输出信号，其中第一斩波器输出斩波器输出信号，其中不期望的高频分量被下变频到较低频以及被上变频到较高频；低通滤波器，被配置为在滤除上变频到较高频的不期望的高频分量的同时，传递下变频到较低频的不期望的高频分量；第二斩波器，被配置为将由第一斩波器下变频到较低频的不期望的高频分量上变频回其原始高频；以及晶体管电路，耦合在第二斩波器与接地之间，其中晶体管电路由通过低通滤波器传递的输出信号的下变频的不期望的高频分量驱动，使得晶体管电路通过第二斩波器，从输入信号中移除那些上变频的不需要的高频分量。
附图说明
[0014]图1是包括电压增益放大器的已知的车载雷达系统的接收链的框图。
[0015]图2是本文公开的电压增益放大器的示意图，例如可以与图1的车载雷达系统一起使用。
[0016]图3是本文公开的电压增益放大器的另一实施例的示意图，例如可以与图1的车载雷达系统一起使用。
[0017]图4是在频率上比较了图2至图3的电压增益放大器的响应与已知现有技术电压增益放大器的响应的图表。
[0018]图5是类似于图2的电压增益放大器的实施例的示意图，但是用场效应晶体管代替双极结晶体管。
[0019]图6是类似于图3的电压增益放大器的实施例的示意图，但是用PNP晶体管代替NPN晶体管。
具体实施方式
[0020]以下公开使得本领域技术人员能够制作和使用本文公开的主题。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文所描述的一般原理可以应用于除上文详述的那些以外的实施例和应用。本公开不打算局限于所示出的实施例，而是被赋予与本文公开或建议的原理和
特征一致的最宽范围。注意，举例来说，示出为可调节电阻器的任何电阻器可以是可选择电阻器的组，或者可以通过任何其它合适的方式来调节。
[0021]现在首先参考图2来描述可以在图1的接收链1中使用的电压增益放大器(VGA)15的结构和操作。特别地，首先描述结构，并且然后将描述操作。
[0022]VGA 15由一差分对的NPN双极结晶体管NP1和NP2组成。第一放大器23在其非反相输入处接收差分输入信号Vinp+Vicm，具有其反相输入耦合到晶体管NP1的发射极，并且将其输出提供到晶体管NP1的基极。类似地，第二放大器26在其非反相输入处接收差分输入信号Vinm+Vicm，具有其反相输入耦合到晶体管NP2的发射极，并且将其输出提供到晶体管NP2的基极。两个可调电阻器Rs被串联在晶体管NP1与NP2的发射极之间，其中在电阻器Rs之间的中心抽头处形成输入共模电压Vicm。VGA 15的DC增益是Rd/Rs，因此VGA 15的增益可以通过变化Rs而变化。
[0023]电流源22耦合到晶体管NP1的发射极并且从中吸收电流I1。被配置作为电容器Cz的可调节电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路，包括：放大器，具有接收输入信号的输入，并且所述放大器在输出处生成输出信号，其中所述输出信号包括期望的低频分量和不期望的高频分量；高通滤波器，接收所述输出信号并且被配置为滤除所述期望的低频分量并且传递所述不期望的高频分量；以及晶体管电路，被耦合在所述放大器的所述输入与接地之间，其中所述晶体管电路由通过所述高通滤波器传递的所述输出信号的所述不期望的高频分量驱动，使得所述晶体管电路从所述输入信号去除那些不期望的高频分量。2.根据权利要求1所述的电路，其中所述输入信号是由第一差分输入信号和第二差分输入信号组成的差分输入信号；其中所述输出信号是由第一差分输出信号和第二差分输出信号组成的差分输出信号，所述第一差分输出信号和所述第二差分输出信号包括所述期望的低频分量和所述不期望的高频分量；其中所述放大器具有接收所述第一差分输入信号的第一输入以及接收所述第二差分输入信号的第二输入，并且所述放大器具有输出所述第一差分输出信号的第一输出以及输出所述第二差分输出信号的第二输出；其中所述晶体管电路包括差分放大器，所述差分放大器由第一晶体管和第二晶体管形成，所述第一晶体管和所述第二晶体管具有分别耦合到所述放大器的所述第一输出和所述第二输出的其第一传导端子，具有耦合到尾节点的其第二传导端子，并且具有控制端子；以及其中所述高通滤波器包括耦合在所述第一晶体管的控制端子与所述第二晶体管的控制端子之间的滤波电阻、耦合在所述第一晶体管的控制端子与所述放大器的所述第一输出之间的第一滤波电容，以及耦合在所述第二晶体管的控制端子与所述放大器的所述第二输出之间的第二滤波电容。3.根据权利要求2所述的电路，其中所述差分放大器包括：第一NPN晶体管，具有耦合到所述放大器的所述第一输入的集电极、耦合到所述尾节点的发射极、以及通过所述第一滤波电容耦合到所述放大器的所述第一输出的基极；第二NPN晶体管，具有耦合到所述放大器的所述第二输入的集电极、耦合到所述尾节点的发射极、以及通过所述第二滤波电容耦合到所述放大器的所述第二输出的基极；以及其中所述滤波电阻耦合在所述第一NPN晶体管的基极与所述第二NPN晶体管的基极之间。4.根据权利要求2所述的电路，其中所述差分放大器包括：第一n沟道晶体管，具有耦合到所述放大器的所述第一输入的漏极、耦合到所述尾节点的源极、以及通过所述第一滤波电容耦合到所述放大器的所述第一输出的栅极；第二n沟道晶体管，具有耦合到所述放大器的所述第二输入的漏极、耦合到所述尾节点的源极、以及通过所述第二滤波电容耦合到所述放大器的所述第二输出的栅极；以及其中，所述滤波电阻耦合在所述第一n沟道晶体管的栅极与所述第二n沟道晶体管的栅极之间。5.根据权利要求2所述的电路，其中所述尾节点通过电流源耦合到接地。
6.根据权利要求2所述的电路，还包括：由第一输入晶体管和第二输入晶体管形成的输入差分放大器，所述第一输入晶体管和所述第二输入晶体管具有分别生成所述第一差分输入信号和所述第二差分输入信号的其第一传导端子，具有耦合到尾部的其第二传导端子，以及具有分别耦合以接收第一输入信号和第二输入信号的其控制端子。7.根据权利要求6所述的电路，还包括：耦合在所述第一输入晶体管的控制端子与接地之间的第一可调谐RC电路，以及耦合在所述第二输入晶体管的控制端子与接地之间的第二可调谐RC电路。8.根据权利要求6所述的电路，还包括提供所述第一输入信号的第一放大器以及提供所述第二输入信号的第二放大器。9.一种电路，包括：放大器，具有接收输入信号的输入，并且所述放大器在输出处生成输出信号，其中所述输出信号包括不期望的高频分量；第一斩波器，被配置为接收所述输出信号并且处理所述输出信号，其中所述第一斩波器输出斩波器输出信号，在所述斩波器输出信号中所述不期望的高频分量被下变频到较低频以及被上变频到较高频；低通滤波器，被配置为在滤除被上变频到所述较高频的所述不期望的高频分量的同时，传递被下变频到所述较低频的所述不期望的高频分量；第二斩波器，被配置为将由所述第一斩波器下变频到所述较低频的所述不期望的高频分量上变频回其原始高频；以及晶体管电路，被耦合到所述第二斩波器，其中所述晶体管电路由通过所述低通滤波器传递的所述输出信号的经下变频的所述不期望的高频分量驱动，使得所述晶体管电路通过所述第二斩波器从所述输入信号去除那些经上变频的不需要的高频分量。10.根据权利要求9所述的电路，其中所述输入信号是由第一差分输入信号和第二差分输入信号组成的差分输入信号；其中所述输出信号是由第一差分输出信号和第二差分输出信号组成的差分输出信号，所述第一差分输出信号和所述第二差分输出信号包括所述不期望的高频分量；其中所述放大器具有接收所述第一差分输入信号的第一输入以及接收所述第二差分输入信号的第二输入，并且所述放大器具有输出所述第一差分输出信号的第一输出以及输出所述第二差分输出信号的第二输出；其中所述晶体管电路包括差分放大器，所述差分放大器由第一晶体管和第二晶体管形成，所述第一晶体管和所述第二晶体管具有分别通过所述第二斩波器耦合到所述放大器的所述第一输入和所述第二输入的其第一传导端子，具有耦合到尾节点的其第二传导端子，并且具有控制端子；以及其中所述低通滤波器包括耦合在所述第一斩波器与所述第一晶体管的控制端子之间的第一滤波电阻，耦合在所述第一斩波器与所述第二晶体管的控制端子之间的第二滤波电阻，以及耦合在所述第一晶体管的控制端子与所述第二晶体管的控制端子之间的滤波电容。11.根据权利要求10所述的电路，其中所述差分放大器包括：第一NPN晶体管，具有通过所述第二斩波器耦合到所述放大器的所述第一输入的集电
极、耦合到所述尾节点的发射极、以及通过所述第一滤波电容耦合到所述第一斩波器的基极；第二NPN晶体管，具有通过所述第二斩波器耦合到所述放大器的所述第二输入的集电极、耦合到所述尾节点的发射极、以及通过所述第二滤波电容耦合到所述第一斩波器的基极；以及其中所述滤波电阻耦合在所述第一NPN晶体管的基极与所述第二NPN晶体管的基极之间。12.根据权利要求10所述的电路，其中所述尾节点通过电流源耦合到接地。13.根据权利要求10所述的电路，其中所述尾节点通过电流源耦合到电源电压。14.根据权利要求10所述的电路，还包括：由第一输入晶体管和第二输入晶体管形成的输入差分放大器，所述第一输入晶体管和所述第二输入晶体管具有分别生成所述第一差分输入信号和所述第二差分输入信号的其第一传导端子，具有耦合到尾部的其第二传导端子，以及具有分别耦合以接收第...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：意法半导体国际有限公司，
类型：发明
国别省市：