一种平方电路和均方根检波器制造技术

技术编号：41211210 阅读：2 留言：0更新日期：2024-05-09 23:33

本申请提供了一种可校准适配的平方电路和均方根检波器，该平方电路包括：用于输出第一信号的平方单元，用于输出第二信号的镜像平方单元，且第二信号为静态电流；第一电流镜结构用于对第一信号进行镜像复制，输出第三信号；第二电流镜结构用于对第二信号进行镜像复制，输出第四信号；修调单元，配置为调节第一电流镜结构或第二电流镜结构的镜像复制比例，以使第一输出单元的输出端中直流部分和第二输出单元的输出端中直流部分的差值在第一范围之内，能够对均方根检波器中的2个平方单元失配进行校准，结构简单，且失配随温度的变化也可以被校准。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及集成电路领域，尤其涉及一种平方电路和均方根检波器。

技术介绍

1、检波器，通常用于测量信号的幅度或功率，广泛应用于无线系统中。可以简单将其分为两大类：对数放大检波器（或包络检波器）和均方根（root mean square，rms）检波器。对于均方根检波器来说，需要对信号执行开根（root）-平均（mean）-平方（square）三个操作。其中，平方单元由于自身存在直流工作电流/电压，需要将此部分电流/电压减去，因此使用了一个额外的镜像平方单元，提供相同的偏置，用于精确减去对应的直流电压/电流。然而，平方单元和镜像平方单元之间的晶体管可能存在失配问题，且失配随温度变化，导致无法精确的减去对应的直流电压/电流，从而输出结果不准确。

技术实现思路

1、本申请提供了一种平方电路和均方根检波器。

2、本申请的技术方案是这样实现的：

3、第一方面，本申请实施例提供了一种可校准适配的平方电路，包括：

4、平方单元，用于对接收的交流信号进行平方，所述平方单元接收偏置电压和所述交流信号，所述平方单元的输出端输出第一信号；

5、镜像平方单元，用于接收所述偏置电压，所述镜像平方单元的结构与所述平方单元的结构一致，所述镜像平方单元的输出端输出第二信号，所述第二信号为静态电流；

6、第一电流镜结构，包括第一输入单元和第一输出单元，所述第一输入单元接收所述第一信号；所述第一输出单元，与所述第一输入单元连接，用于对所述第一信号进行镜像复制，输出第三信号；

7、第二电流镜结构，包括第二输入单元和第二输出单元，所述第二输入单元接收所述第二信号；所述第二输出单元，与所述第二输入单元连接，用于对所述第二信号进行镜像复制，输出第四信号；

8、修调单元，配置为接收控制信号，基于所述控制信号调节所述第一电流镜结构或所述第二电流镜结构的镜像复制比例。

9、第二方面，本申请实施例提供了一种均方根检波器，所述均方根检波器包括如第一方面所述的平方电路。

10、本申请实施例提供了一种可校准适配的平方电路和均方根检波器，引入第一电流镜结构、第二电流镜结构和修调单元，以对平方单元和镜像平方单元的失配进行校准，其中，第一电流镜结构基于平方单元的输出端输出的第一信号生成第三信号；第二电流镜结构基于平方单元的输出端输出的第二信号生成第四信号；修调单元基于控制信号调节第一电流镜结构或第二电流镜结构的镜像复制比例。当平方单元和镜像平方单元中的晶体管存在失配时，第一信号和第二信号之间存在失配问题，第一信号中直流部分和第二信号中直流部分不相同，第一电流镜结构和第二电流镜结构分别对第一信号和第二信号按比例镜像复制，因此，第三信号中直流部分和第四信号中直流部分不相同。修调单元配置为接收控制信号，基于控制信号调节第一电流镜结构或第二电流镜结构的镜像复制比例。通过修调单元调节第一电流镜结构或第二电流镜结构的镜像复制比例，对第三信号和第四信号进行补偿，可以使得第一输出单元的输出端中直流部分和第二输出单元的输出端中直流部分尽可能相同，最终获得更好的检测结果，而且平方电路设计简单，功耗极小，且不影响射频输入端口特性。

11、同时，通过修调单元调节第一电流镜结构或第二电流镜结构的镜像复制比例，可以使得第一输出单元的输出端中直流部分和第二输出单元的输出端中直流部分尽可能相同，平方电路本身的电流镜结构、修调单元本身存在的失配也可以通过校准去除。并且在校准时，修调单元无需射频信号输入，对校准设备和场地要求宽松。

12、此外，第一信号和第二信号之间存在的失配，会被第一电流镜结构、第二电流镜结构镜像复制。而修调单元调节第一电流镜结构或第二电流镜结构的镜像复制比例，因此，当第一信号和第二信号的失配随温度变化时，修调单元的补偿也是随温度进行比例变化的，修调单元可复用平方单元输出电流的温度特性，从而可以动态补偿随温度变化过程中平方单元的失配问题，因此，该平方电路只需要单温度点校准，既可以使得多个温度点都能满足失配校准要求，节省成本和校准时间。

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【技术保护点】

1.一种可校准适配的平方电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的平方电路，其特征在于，所述修调单元包括多个第一晶体管，多个所述第一晶体管分别与所述第二输入单元或所述第二输出单元连接；

3.根据权利要求2所述的平方电路，其特征在于，多个所述第一晶体管分别与所述第二输入单元或所述第二输出单元并联。

4.根据权利要求3所述的平方电路，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的平方电路，其特征在于，所述第一开关为第一单刀双掷开关。

6.根据权利要求3所述的平方电路，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的平方电路，其特征在于，所述第二开关为第二单刀双掷开关。

8.根据权利要求2所述的平方电路，其特征在于，还包括虚拟单元，用于增加所述第一输入单元或所述第一输出单元中晶体管的等效尺寸；

9.根据权利要求8所述的平方电路，其特征在于，所述第一晶体管与所述第二输入单元连接，所述第二晶体管与所述第一输入单元连接，所述第二晶体管与所述第一输入单元并联；或者，所述第一晶体管与所述第二输出单元连接，所述第

10.根据权利要求8所述的平方电路，其特征在于，还包括第三晶体管；

11.根据权利要求2所述的平方电路，其特征在于，

12.根据权利要求1所述的平方电路，其特征在于，所述平方电路还包括第一电压转换单元和第二电压转换单元；所述第一电压转换单元连接所述第一输出单元的输出端，所述第二电压转换单元连接所述第二输出单元的输出端。

13.根据权利要求12所述的平方电路，其特征在于，所述第一电压转换单元包括第一电阻，所述第二电压转换单元包括第二电阻；所述第一输出单元的输出端通过所述第一电阻连接到接地端，所述第二输出单元的输出单元通过所述第二电阻连接到接地端；

14.根据权利要求1所述的平方电路，其特征在于，

15.一种均方根检波器，其特征在于，所述均方根检波器包括如权利要求1-14任一项所述的平方电路。

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【技术特征摘要】