具有驱动叠加电流的电流驱动器的放大器制造技术

根据特定的应用示例，以用于引导差分电流输入信号的第一和第二电流引导部分的形式来实施本发明专利技术。经差分电流路径电流驱动第一和第二电流引导部分的每一个。将第一电流引导部分用于提供电流，从而驱动第二电流引导部分。本发明专利技术的另一方面采用叠加的Ｇｉｌｂｅｒｔ单元，如上所述，构成可变增益放大器（“ＶＧＡ”）电路，取得了大的动态范围，宽的频率响应，和改善的线性，同时消耗较低的功率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及高频放大器，更具体地在电路对其输入端口上的电压偏移敏感的电路放大环境中，本专利技术具有特别有利的应用。本专利技术的一个应用特例是针对可变增益放大器(“VGA”)电路，其好处是取得了大的动态范围，宽的频率响应和/或改善的线性，同时消耗较低的功率。电子工业不断地努力取得高效率，高功能电路。通过在很小的硅晶片区上制造大规模的集成电路取得了这方面的很大进步。对于针对高频通信的应用，这种设备的设计和制造中的主要目标通常是获得一种电路，它占用最小的区域，使用最少的功率，同时保持通过信号传输的数据的完整性。一般将通常使用在通信电路中的一种电路称为可变增益放大器(“VGA”)。VGA被用在许多电子产品中，例如全球定位(GPS)接收机，无线本地网和诸如无绳和蜂窝电话等移动通信设备。特别是，将VGA用在这种设备的各个部分，例如，在射频(RF)，中频(IF)和低频，和/或这些设备的基带信号处理方面。通常的VGA包括一个晶体管差分对，将输入电流信号的一部分引向输出端，而将输入电流信号的其它未用部分引到地。引向输出端的信号电流量依赖于加到该晶体管差分对的各个基极上的差分控制电压。通常，与另一晶体管的基极相比，对一个晶体管的基极加上较高控制电压，将决定在输出端可得到的输入信号电流的数量。将这种VGA电路的增益控制特征的公式确定为由该电路的特定安排定义的互线性等式的函数。对于更详细地分析，可参考各种资料，包括例如由B.Gilbert写的文章，标题为“Current-Mode Circuits from a TranslinearViewpoint”Tutorial，第二章(英国1990)，和美国专利No.5999053，No.6028478和No.5994961。为了设计特定应用的VGA，根据是通常给出典型VGA电路装置的几个已知的限定。采用无线通信作为一个应用类型，通常将这些限定指向控制在功能块的输入或输出的信号电平。通常通过控制电压改变在电路中的增益或衰减来实现控制这个信号电平。然而，在VGA电路中，这种控制电压调整可产生严重的操作缺点，包括例如，动态范围的限制和功率消耗的明显增加。随着控制电压调整的信号电平的变化还导致了表示VGA中所用的主要操作方面的质量下降，即噪音和非线性性能。因此，需要提供一种可变增益放大器，具有扩大的动态范围，宽的频率响应和/或改善的线性，同时消耗较低的功率。针对上面提出的应用和业务，以及其它的优点可以多种实施方案来实施本专利技术，详细地阅读下面的讨论将使这些应用、业务和其它优点变得更加清楚。例如，本专利技术的某些方面是针对在与消除提供给叠加电流引导电路(staeked current-steering crrcuits)的信号中的电压偏移的组合中的叠加电流引导电路方面发现的优点。适当地实施，这种方法可导致改善动态范围，线性和功耗等许多优点。根据特殊的应用实例，可以第一和第二电流引导部分的形式来实施本专利技术，安排对差分电流输入信号进行增益调整(或“放大”，包括正和负增益调整二者)。通过差分电流路径对第一和第二电流引导部分的每个进行电流驱动。构成和安排该第一电流引导部分供给电流，从而驱动该第二电流引导部分。本专利技术的另一方面采用叠加的吉尔伯特单元(Stacked GilbertCells)(参看上面的背景讨论)来构成可变增益放大器(“VGA”)电路，取得了大的动态范围，宽的频率响应和改善的线性，同时消耗比较小的功率。在这个意义上，Gilbert单元是基于晶体管的放大器的一种形式，其中根据该晶体管放大器设计将输入端口上的电流分为(或分开为)至少两个输出。在本专利技术的又一特定的实施方案中，一种放大装置包括一个电流-电压转换器，馈送电流给上述表征的VGA电路。上面的概要并不想给出本专利技术的所有方面的综述，在详细描述中将举例和描述本专利技术的其它方面。结合附图考虑本专利技术的各种实施方案的详细描述可更完全地了解本专利技术，其中附图说明图1表示根据本专利技术实施例的放大器电路装置的框图；和图2表示根据本专利技术的放大器电路装置的一个特定的实施例。尽管本专利技术适于各种修改和替换形式，在附图中通过举例表示了它的细节，并将进行详细地描述。然而，应理解，不应将本专利技术限定到所描述的特定实施方案。相反，本专利技术应覆盖落在所附权利要求书限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改，等同物和替换物。相信可将本专利技术应用到各种高频信号放大电路和应用，已发现对于高频信号电路放大环境本专利技术特别有好处，在该环境中放大器输入端口上的控制电压偏移可导致操作的缺点，包括例如动态范围的限制和/或不必要的功率消耗增加。尽管不必将本专利技术限定到这些电路或应用，但通过工作在这种环境中的实施例的讨论可更好地理解本专利技术的各个方面。根据第一实施例，一种电流引导放大器电路包括第一和第二叠加电流引导电路部分。构成和安排这些电路部分的每个放大差分电流输入信号。第一电流引导部分响应供给第一部分的输入端口控制差分电流源。将第一电流引导部分的放大输出用于驱动，从而起到了第二电流引导部分的电流源的作用。通过控制馈送给第一电流引导部分的电流的幅度，电压偏移不必控制电流引导放大器电路的工作，减小了它对上述问题的敏感性。因此，增加了动态范围，改善了线性，没有功耗的不必要增加。现在参看附图，图1表示根据本专利技术实施例的放大器电路装置100的框图。该放大器电路装置100包括信号源电路110，虽然对于本专利技术不是主要的，但是设计中的特定重要应用方面。例如，在多种实施方案中，该信号源电路110是在调制信号的射频(RF)，中频(IF)和低频级中的方框。在另一实施例中，该信号源电路110是在无线收发信机的基带信号处理级中的方框。按照通常许多上述的应用示例。将该信号源电路110用于对该放大器电路装置100的下一级提共高频电压控制信号。然后由电压-电流转换器112接收这个高频电压控制信号。经电流路径118将在该信号中的电压偏移所传送的信息转换为差分电流信号。在本专利技术中发现的重要优点是，从提供给叠加电流引导电路的信号中消除电压偏移，产生了许多优点，包括上述的涉及动态范围，线性和功耗等优点。因此，该电流路径118对两个叠加电流引导电路114和116的第一个提供差分电流信号。每个电流引导电路114和116将在输入端口接收的电流分开为两个输出。在这一方面，该第一电流引导电路114接收和放大由电流路径118传输的规定为差分电流的信号，并将这个信号提供给第二电流引导电路116，作为对差分电流路径120上的规定的差分电流信号。然后，将第二电流引导电路116用于完成放大的第二级。可将任选的其它叠加电流引导电路(未示出)用于另外的放大级，在图1中还示出了一个任选的电压移动电路122，使用并行电容124和126实施为一个通常的高通滤波器。图2表示根据本专利技术的对于特定应用示例的图1的框112、114和116的示例性衰减电路200。该衰减电路200包括电流源电路210，根据提供给输入端口212的输入偏置信号，选择地将控制信号供给控制端口214。从输入端口212，将该输入偏置信号用于驱动晶体管220的基极，该晶体管220便用由晶体管222和它的发射极泄放(trailing)电阻224设置的基极电压。该晶体管220通过节点218上的源电流进行响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流引导电路，包括：－构成和安排的第一和第二电路部分（１１４，１１６），用于放大差分电流输入信号；和－差分电流路径（１１８，１２０），响应该差分电流输入信号，具有分别通过第一和第二电路部分的平衡的第一和第二电流路径，利用第一电路 部分（１１４）电流驱动第二电路部分（１１６）来构成和安排第一和第二电路部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A霍斯罗夫贝吉，S阿加瓦尔，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]