具有线性度补偿机制的可变增益放大电路及方法技术

一种具有线性度补偿机制的可变增益放大电路。放大电路中的下半支路的下半放大晶体管受控于交流输入信号，上半支路包含的上半放大晶体管由放大输出端产生交流输出信号。放大控制电路根据放大控制电压控制上半放大晶体管的导通与关闭，电感电性耦接于电源供应端及放大输出端之间。在增益调整电路中，调整控制电路各自根据调整控制电压控制调整晶体管的导通与关闭，第一电压调整电路调整各调整晶体管的阻抗，进而调整下半放大晶体管及上半放大晶体管间的交流跨压相对关系。体管间的交流跨压相对关系。体管间的交流跨压相对关系。

【技术实现步骤摘要】
具有线性度补偿机制的可变增益放大电路及方法


[0001]本专利技术是关于增益放大技术，尤其是关于一种具有线性度补偿机制的可变增益放大电路及方法。

技术介绍

[0002]可变增益放大器(variable gain amplifier；VGA)可应用于通讯系统中，以在信号收发电路的模拟前端电路对射频电路的信号进行不同增益的放大。
[0003]对于共源共栅(cascode)式可变增益放大电路来说，为达到增益调整的目的需要对电路结构改变。然而电路结构的改变却往往也造成阻抗的改变，进而使输出的电压波形失真。这样的设计将由于无法适应所有的可调增益值输出完整的波形，而丧失线性度。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术的问题，本专利技术的一个目的在于提供一种具有线性度补偿机制的可变增益放大电路及方法，以改善现有技术。
[0005]本专利技术包含一种具有线性度补偿机制的可变增益放大电路，包含：放大电路以及增益调整电路。放大电路包含：下半支路、上半支路、多个放大控制电路以及电感。下半支路包含电性耦接于连接端以及接地端之间的下半放大晶体管，被配置为受控于交流输入信号。上半支路包含电性并联于放大输出端以及连接端之间的多个上半放大晶体管，其中放大输出端被配置为产生交流输出信号。放大控制电路各自根据放大控制电压控制上半放大晶体管其中之一的导通与关闭，并电性耦接于电源供应端以根据电源供应端的供应电源操作。电感电性耦接于电源供应端以及放大输出端之间。增益调整电路包含：多个调整晶体管、多个调整控制电路以及第一电压调整电路。调整晶体管电性并联于电源供应端以及连接端之间。调整控制电路各自根据调整控制电压控制调整晶体管其中之一的导通与关闭。第一电压调整电路电性耦接于电源供应端以及调整控制电路之间，用以调整各调整晶体管的阻抗，进而调整下半放大晶体管以及至少一个导通的上半放大晶体管之间的交流跨压相对关系。
[0006]本专利技术还包含一种具有线性度补偿机制的可变增益放大方法，应用于可变增益放大电路中，可变增益放大电路包含放大电路以及增益调整电路。可变增益放大方法包含下列步骤。使放大电路包含的下半支路所包含的电性耦接于连接端以及接地端之间的下半放大晶体管受控于交流输入信号；使放大电路包含的上半支路所包含的电性并联于放大输出端以及连接端之间的多个上半放大晶体管在放大输出端产生交流输出信号；使放大电路包含的多个放大控制电路各自根据放大控制电压控制上半放大晶体管其中之一的导通与关闭，并电性耦接于电源供应端以根据电源供应端的供应电源操作；使放大电路包含的电感电性耦接于电源供应端以及放大输出端之间；使增益调整电路包含的多个调整晶体管电性并联于电源供应端以及连接端之间；使增益调整电路包含的多个调整控制电路各自根据调整控制电压控制调整晶体管其中之一的导通与关闭；以及使增益调整电路包含的第一电压
调整电路电性耦接于电源供应端以及调整控制电路之间，以调整各调整晶体管的阻抗，进而调整下半放大晶体管以及至少一个导通的上半放大晶体管之间的交流跨压相对关系。
[0007]有关本专利技术的特征、实施与功效，在此配合附图作较佳实施例详细说明如下。
附图说明
[0008]图1显示本专利技术的一个实施例中，一种具有线性度补偿机制的可变增益放大电路的电路图；
[0009]图2A至图2C分别显示本专利技术的一个实施例中，第一电压调整电路更详细的电路图；
[0010]图3显示本专利技术一个实施例中，下半放大晶体管的交流跨压以及上半放大晶体管的交流跨压在未经过第一电压调整电路进行线性度补偿前的波形图；
[0011]图4显示本专利技术一个实施例中，下半放大晶体管的交流跨压以及上半放大晶体管的交流跨压在经过第一电压调整电路进行线性度补偿后的波形图；
[0012]图5显示本专利技术的另一个实施例中，一种具有线性度补偿机制的可变增益放大电路的电路图；以及
[0013]图6显示本专利技术一个实施例中，一种具有线性度补偿机制的可变增益放大方法的流程图。
具体实施方式
[0014]本专利技术的一个目的在于提供一种具有线性度补偿机制的可变增益放大电路及方法，通过第一电压调整电路的设置，在增益调整电路对增益进行调整时改变下半支路与上半支路之间的阻抗关系，进而调整下半支路与上半支路的跨压相对关系。因此，可变增益放大电路可在增益改变的同时对线性度进行补偿，维持较佳的线性度。
[0015]请参照图1。图1显示本专利技术的一个实施例中，一种具有线性度补偿机制的可变增益放大电路100的电路图。可变增益放大电路100包含：放大电路110以及增益调整电路120。
[0016]可变增益放大电路100被配置为根据供应电源VDD操作，以使放大电路110对所接收的交流输入信号RFI进行放大而产生交流输出信号RFO，并可通过增益调整电路120的设置，对交流输出信号RFO以及交流输入信号RFI之间的增益大小进行调整。
[0017]在一个实施例中，可变增益放大电路100可由电源供应端PO通过例如，但不限于低压差稳压器(未示出)接收供应电源VDD。并且，可变增益放大电路100可由放大输出端AO将交流输出信号RFO输出至例如，但不限于混频器(未示出)，再由天线输出。
[0018]以下将对可变增益放大电路100的结构以及操作进行更详细的说明。
[0019]放大电路110包含：下半支路、上半支路、多个放大控制电路130A、130B以及电感L。
[0020]下半支路包含电性耦接于连接端CO以及接地端GND之间的下半放大晶体管M0。在本实施例中，下半放大晶体管M0为N型金属氧化物半导体晶体管，并通过栅极接收交流输入信号RFI。因此，下半放大晶体管M0被配置为受控于交流输入信号RFI。
[0021]上半支路包含电性并联于放大输出端AO以及连接端CO之间的多个上半放大晶体管。图1示例性的示出两个上半放大晶体管M1、M2，然而上半放大晶体管的数目并不限于此。在本实施例中，上半放大晶体管M1、M2为N型金属氧化物半导体晶体管。放大输出端AO被配
置为根据上半放大晶体管M1、M2的操作产生交流输出信号RFO。
[0022]放大控制电路130A、130B各自根据放大控制电压VC1、VC2控制上半放大晶体管M1、M2其中之一的导通与关闭。放大控制电路130A、130B电性耦接于电源供应端PO，以根据电源供应端PO的供应电源VDD操作。
[0023]在一个实施例中，放大控制电路130A、130B分别包含相互串联的多个反相器。以放大控制电路130A为例，其包含例如但不限于图1所示的两个反相器IV1、IV2，且反相器IV1、IV2耦接于电源供应端PO，以根据电源供应端PO的供应电源VDD操作。
[0024]因此，放大控制电路130A可接收放大控制电压VC1并经由两个反相器IV1、IV2输出至上半放大晶体管M1的栅极，并分别根据放大控制电压VC1的高态与低态控制上半放大晶体管M1的导通与关闭。类似地，放大控制电路130B可接收放大控制电压VC2并通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有线性度补偿机制的可变增益放大电路，包含：放大电路，包含：下半支路，包含电性耦接于连接端以及接地端之间的下半放大晶体管，被配置为受控于交流输入信号；上半支路，包含电性并联于放大输出端以及所述连接端之间的多个上半放大晶体管，其中所述放大输出端被配置为产生交流输出信号；多个放大控制电路，各自根据放大控制电压控制所述多个上半放大晶体管其中之一的导通与关闭，并电性耦接于电源供应端以根据所述电源供应端的供应电源操作；以及电感，电性耦接于所述电源供应端以及所述放大输出端之间；增益调整电路，包含：多个调整晶体管，电性并联于所述电源供应端以及所述连接端之间；多个调整控制电路，各自根据调整控制电压控制所述多个调整晶体管其中之一的导通与关闭；以及第一电压调整电路，电性耦接于所述电源供应端以及所述多个调整控制电路之间，用以调整所述多个调整晶体管中的每一个的阻抗，进而调整所述下半放大晶体管以及至少一个导通的所述上半放大晶体管之间的交流跨压相对关系。2.如权利要求1所述的具有线性度补偿机制的可变增益放大电路，其中所述多个放大控制电路中的每一个以及所述多个调整控制电路中的每一个包含相互串联的多个反相器。3.如权利要求1所述的具有线性度补偿机制的可变增益放大电路，其中所述第一电压调整电路包含可变电阻，被配置为调整交流跨压大小相对关系。4.如权利要求3所述的具有线性度补偿机制的可变增益放大电路，其中所述交流跨压大小相对关系使至少一个导通的所述上半放大晶体管的交流跨压具有大于预设值的电压余度。5.如权利要求1所述的具有线性度补偿机制的可变增益放大电路，其中所述第一电压调整电路包含可变电容、可变电感或其组合，被配置为调整交流跨压相位相对关系。6.如权利要求5所述的具有线性度补偿机制的可变增益放大电路，其中所述交流跨压相位相对关系使各所述下半放大晶体管以及至少一个导通的所述上半放大晶体管的交流跨压具有对齐的相位。7.如权利要求1所述的具有线性度补偿机制的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洋，张家润，
申请(专利权)人：瑞昱半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：