宽带限幅放大器及对数检波器制造技术

本发明专利技术公开了宽带限幅放大器及对数检波器，涉及电子技术领域，晶体管A的基极与正输入信号VINP连接，晶体管A的集电极与电阻R1的一端和晶体管C的基极均连接，晶体管A的发射极和晶体管B的发射极均与电流源I1连接，电阻R1的另一端与电感L1的一端连接，晶体管B的基极与负输入信号VINN连接，晶体管B的集电极与电阻R2的一端和晶体管D的基极均连接，电阻R2的另一端与电感L2的一端连接，晶体管C和晶体管D的发射极分别与电流源I2和I3连接，电感L1的另一端、电感L2的另一端、晶体管C的集电极和晶体管D的集电极均与电源连接，本发明专利技术中的宽带限幅放大器设计简单并且能实现高频下提升增益的作用。作用。作用。

【技术实现步骤摘要】
宽带限幅放大器及对数检波器


[0001]本专利技术涉及电子
，具体地，涉及宽带限幅放大器及对数检波器。

技术介绍

[0002]对数检波器广泛用于自动增益控制和脉冲检测中，其中并联求和型(又叫逐次逼近型)是典型结构之一，其部件通常包括宽带限幅放大器、整流器、求和器和滤波器等，其中，宽带限幅放大器是关键部件之一，其性能决定了对数检波的动态范围、输出电压斜率和截距。对数检波器的输入动态范围由对数放大器的单级增益和级数决定，理论上，级数越多，得到的输入动态范围就越大，但级数增加，放大器的稳定性就会变差，因此在一定级数的基础上，应当适当增大宽带限幅放大器的增益，但是在高频条件下，随着晶体管等元件及传输线上的寄生阻抗的影响，限幅放大器的增益会下降，导致对数检波器的动态范围减少，对数检波器输出电压的斜率也会降低，也即是说受限于宽带应用。同时，对数检波器输出电压的斜率降低会产生一系列问题：如对数检波器输出电压的对数一致性误差增加，又如对数检波器输出电压到ADC时，对ADC精度和分辨率要求增加等。如何提高宽带限幅放大器的高频增益，拓展带宽和动态范围，成为目前人们普遍关注的问题。现有的技术手段可采用共集共基结构或者cherryhooper结构，但这些结构普遍增加了设计的复杂度，且由于晶体管数量的增加，引入了噪声，同时限制了输出信号的摆幅。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是通过简单的设计提高宽带限幅放大器的高频增益，拓展带宽和动态范围。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了宽带限幅放大器，所述宽带限幅放大器包括：
[0005]晶体管A
‑
晶体管D、电阻R1、电阻R2、电感L1和电感L2；
[0006]其中，晶体管A的基极与正输入信号VINP连接，晶体管A的集电极与电阻R1的一端和晶体管C的基极均连接，晶体管A的发射极和晶体管B的发射极均与电流源I1连接，电阻R1的另一端与电感L1的一端连接，晶体管B的基极与负输入信号VINN连接，晶体管B的集电极与电阻R2的一端和晶体管D的基极均连接，电阻R2的另一端与电感L2的一端连接，晶体管C的发射极与电流源I2连接，晶体管D的发射极与电流源I3连接，电感L1的另一端、电感L2的另一端、晶体管C的集电极和晶体管D的集电极均与电源连接。
[0007]其中，本专利技术中的宽带限幅放大器包括：限幅放大主体电路部分和输出缓冲电路部分，其中，限幅放大主体电路部分包括：晶体管A
‑
晶体管B、电阻R1、电阻R2、电感L1和电感L2；输出缓冲电路部分包括晶体管C
‑
晶体管D，限幅放大主体电路用于对输入信号进行限幅放大，输出缓冲电路部分一方面能够实现阻抗匹配，增强输出驱动能力，另一方面能够在级联放大器间进行隔离，减小信号的泄漏。
[0008]本专利技术的宽带限幅放大器采用电感峰化技术，电感通过与负载电阻串联，相当于与输出端寄生电容并联以产生共振，从而延缓增益随频率的衰减。
[0009]优选的，晶体管A
‑
晶体管D均为异质结双极型晶体管。HBT晶体管具有放大能力强，截止频率低和噪声小的特点，尤其适用于高频高增益的放大器中。
[0010]优选的，晶体管A与晶体管B对称且参数相同。优选的，电阻R1与电阻R2参数相同。
[0011]优选的，晶体管C与晶体管D对称且参数相同。
[0012]优选的，电感L1与电感L2参数相同。
[0013]优选的，电流源I2与电流源I3相同。
[0014]其中，上述对称且参数相同是差分电路的应用特点，具有抑制共模干扰信号的特点，能够有效地提高放大电路的抗干扰能力。
[0015]优选的，晶体管C的发射极与宽带限幅放大器的正输出连接，晶体管D的发射极与宽带限幅放大器的负输出连接。这样设计输出给外部，如后级限幅放大器的输入端。
[0016]本专利技术还提供了对数检波器，所述对数检波器包括：
[0017]第一至第N级单元和滤波器，其中，每级单元均包括：本专利技术中所述的宽带限幅放大器和整流器；
[0018]其中，第一级单元的限幅放大器的输入端连接输入信号，第一级单元的限幅放大器的第一输出端与第二级单元的限幅放大器的输入端连接，第一级单元的限幅放大器的第二输出端与第一级单元的整流器的输入端连接，第一级单元的整流器输出第一输出信号；
[0019]第i级单元的限幅放大器的第一输出端与第i+1级单元的限幅放大器的输入端连接，第i级单元的限幅放大器的第二输出端与第i级单元的整流器的输入端连接，第i级单元的整流器输出第i输出信号，i为大于1且小于N的整数；
[0020]第N级单元的限幅放大器的输出端与第N级单元的整流器的输入端连接，第N级单元的整流器输出第N输出信号；
[0021]第一至第N输出信号求和获得求和信号，滤波器对所述求和信号进行滤波处理获得所述对数检波器的输出信号。
[0022]本专利技术在提升带宽的同时，抬升了对数检波器的输出电压的斜率。
[0023]本专利技术提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0024]1)相较于采用其它拓展带宽的限幅放大器，本专利技术只在传统的限幅放大器上加上无源电感，结构简单，易于实现，大大降低了设计的复杂度；(2)通过将电感和电阻串联可以创造一个阻抗随频率增加的元件，以补偿电容容抗降低带来的增益衰减，就可实现高频下提升增益的作用，能够提升连续对数检波器的输出电压的斜率。
附图说明
[0025]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本专利技术的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定；
[0026]图1为宽带限幅放大器的电路示意图；
[0027]图2为对数检波器的电路示意图。
具体实施方式
[0028]为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本专利技术的
实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0029]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0030]实施例一
[0031]请参考图1，图1为宽带限幅放大器的电路示意图，本专利技术实施例一提供了一种采用基于电感峰化技术的限宽带幅放大器，在提升带宽的同时，抬升了对数检波器的输出电压的斜率。
[0032]输出电压斜率的提高可以带来以下几方面的好处：
[0033]斜率调整范围更大，可适应不同射频装置的需求；
[0034]在自动增益控制(AGC)环路的应用中，对数检波器的斜率越大，可变增益放大器(VGA)的输入电压范围也相应增大，因此可实现更大范围的增益调节，提高自动增益控制(AGC)系统的灵敏度和精度；
[0035]由对数一致性误差公式：Error(dB)＝(VO本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.宽带限幅放大器，其特征在于，所述宽带限幅放大器包括：晶体管A
‑
晶体管D、电阻R1、电阻R2、电感L1和电感L2；其中，晶体管A的基极与正输入信号VINP连接，晶体管A的集电极与电阻R1的一端和晶体管C的基极均连接，晶体管A的发射极和晶体管B的发射极均与电流源I1连接，电阻R1的另一端与电感L1的一端连接，晶体管B的基极与负输入信号VINN连接，晶体管B的集电极与电阻R2的一端和晶体管D的基极均连接，电阻R2的另一端与电感L2的一端连接，晶体管C的发射极与电流源I2连接，晶体管D的发射极与电流源I3连接，电感L1的另一端、电感L2的另一端、晶体管C的集电极和晶体管D的集电极均与电源连接。2.根据权利要求1所述的宽带限幅放大器，其特征在于，晶体管A
‑
晶体管D均为异质结双极型晶体管。3.根据权利要求1所述的宽带限幅放大器，其特征在于，晶体管A与晶体管B对称且参数相同。4.根据权利要求1所述的宽带限幅放大器，其特征在于，电阻R1与电阻R2参数相同。5.根据权利要求1所述的宽带限幅放大器，其特征在于，晶体管C与晶体管D对称且参数相同。6.根据权利要求1所述的宽带限幅放大器，其特征在于，电感L1与电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢丹，章策珉，
申请(专利权)人：成都仕芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：