双路径电流放大器制造技术

本发明专利技术描述一种具有缓慢高增益路径及快速低增益路径的双路径电流放大器。在一个设计中，所述缓慢高增益路径通过正反馈环路来实施，且具有大于一的增益及由极点所确定的带宽。所述快速低增益路径具有单位增益及宽带宽。所述两个信号路径接收输入电流，并提供第一及第二电流。加法器将所述第一与第二电流相加，并为所述双路径电流放大器提供输出电流。所述双路径电流放大器可通过第一及第二电流反射镜来实施。所述第一电流反射镜可实施所述快速低增益路径。所述第一及第二电流反射镜可耦合在一起且实施所述缓慢高增益路径。所述第一电流反射镜可通过Ｐ－ＦＥＴ来实施。所述第二电流反射镜可通过Ｎ－ＦＥＴ、运算放大器及电容器来实施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体来说涉及电子电路，且更明确地说，涉及一种放大器。
技术介绍
放大器通常用以放大输入信号以获得具有所要信号电平的输出信号。可获得各种类型的放大器且包括电压放大器、电流放大器等。电压放大器接收并放大输入电压信号且提供输出电压信号。电流放大器接收并放大输入电流信号且提供输出电流信号。电压放大器与电流放大器通常具有不同设计且用于不同应用中。放大器可经设计以实施特定传递函数，所述传递函数可视使用放大器的应用而定。各种电路元件(例如，晶体管、电阻器、电容器等)可用以实施传递函数。需要设计放大器以获得传递函数，同时最小化成本、大小、功率等。
技术实现思路
本文描述一种具有缓慢高增益路径及快速低增益路径的双路径电流放大器。所述快速低增益路径为具有低增益及宽带宽的信号路径。所述缓慢高增益路径为相对于快速低增益路径具有高增益及低带宽的信号路径。缓慢高增益路径及快速低增益路径可通过下文所描述的各种电路设计来实施。双路径电流放大器可用于各种应用，例如，锁相环路(PLL)，其具有两个控制路径以实现宽的调谐范围及良好的PLL环路动态特性。在双路径电流放大器的一个设计中，缓慢高增益路径具有大于一的增益及由缓慢高增益路径中的极点所确定的带宽。缓慢高增益路径通过具有小于一的环路增益的正反馈环路来实施。快速低增益路径具有单位增益及由快速低增益路径中的电路元件的寄生效应所确定的宽带宽。缓慢高增益路径接收输入电流且提供第一电流。快速低增益路径也接收输入电流且提供第二电流。加法器(例如，电流求和节点)将第一电流与第二电流相加且提供双路径电流放大器的输出电流。在一个设计中，双路径电流放大器包括第一电流反射镜及第二电流反射镜。第一电流反射镜实施快速低增益路径。第一电流反射镜及第二电流反射镜耦合在一起且实施缓慢高增益路径。第一电流反射镜可通过并联连接的第一、第二及第三P-沟道场效晶体管(P-FET)来实施。第一P-FET可以二极管配置连接且可为第二P-FET及第三P-FET提供栅极电压。第二电流反射镜可通过第一及第二N-沟道场效晶体管(N-FET)、运算放大器及电容器来实施。第一N-FET及第二N-FET可并联连接且其漏极分别连接到第一P-FET及第二P-FET的漏极。运算放大器可具有连接到第一N-FET及第二N-FET的漏极的两个输入及连接到这些N-FET的栅极的输出。电容器可连接于N-FET的栅极与电路接地之间。此设计可提供如下文所描述的某些优势。下文进一步详细地描述本专利技术的各种方面及特征。-->附图说明图1展示双路径PLL的框图。图2A及图2B分别展示双路径电流放大器的一个设计的s域模型及传递函数。图3展示实施图2A中所示的s域模型的双路径电流放大器的示意图。图4A及图4B分别展示双路径电流放大器的另一设计的s域模型及传递函数。图5、图6及图7展示实施图4A中所示的s域模型的双路径电流放大器的三个设计的示意图。图8展示用于处理输入电流的过程。图9展示无线通信装置的框图。具体实施方式本文中所描述的双路径电流放大器可用于各种应用。下文描述双路径电流放大器在PLL中的使用。图1展示可有效地处理大的VCO增益的双路径PLL 100的设计的框图。PLL 100包括相位-频率检测器110、电荷泵120、环路滤波器130、电压控制振荡器(VCO)140及除法器180。VCO 140包括电压电流转换器142、双路径电流放大器150及电流控制振荡器(ICO)170。ICO 170产生具有由来自电流放大器150的控制电流ICTRL所确定的频率的振荡器信号。除法器180使振荡器信号在频率上除以因数N，其中N≥1，且提供反馈信号。相位-频率检测器110接收参考信号及反馈信号、将所述两个信号的相位进行比较，且提供指示所述两个信号之间的相位差/误差的检测器信号。电荷泵120产生与经检测的相位误差成比例的误差信号。环路滤波器130对误差信号进行滤波且为VCO 140提供控制电压。环路滤波器130调整控制电压以使得反馈信号的相位或频率被锁定到参考信号的相位或频率。电压电流转换器142从环路滤波器130接收控制电压且产生第一电流I1及第二电流I2。大体来说，第一电流I1可等于、大于或小于第二电流I2。在图1中所示的设计中，电流放大器150包括低带宽电流放大器152及加法器154。放大器152放大第一电流I1并对其进行滤波且提供第三电流I3。加法器154将第二电流I2与第三电流I3相加且为ICO170提供控制电流ICTRL。VCO 140可具有宽的调谐范围，且VCO增益可为大的。VCO增益粗略地等于VCO的调谐范围除以VCO的控制电压范围。可通过双路径电流放大器150有效地处理VCO140的大调谐范围。电流放大器150具有两个信号路径一缓慢高增益路径160及快速低增益路径162。在图1中所示的设计中，缓慢高增益路径160具有大于一的增益及由低带宽电流放大器154所确定的频率响应。快速低增益路径162具有一的增益及平的频率响应。大的VCO增益被分成两个路径。缓慢高增益路径160用于缓慢地调整VCO 140的中心频率的高VCO增益路径。快速低增益路径162用于在正常操作期间调整VCO 140的瞬时频率的小VCO增益路径。缓慢高增益路径160可经设计以避免扰乱快速低增益路径162的正常操作。在电压/电流转换后进行VCO增益分割。此可允许有效实施电压/电流转换器142及电流放大器150且还可提供其它益处。图2A展示用于图1中的双路径电流放大器150的设计的s域模型200的框图。在-->模型200中，缓慢高增益路径160由具有图2A中所示的传递函数的块210实施。缓慢高增益路径160具有增益m-1及带宽ω0，其中m＞1且ω0为经适当选择的频率。快速低增益路径162由具有图2A中所示的传递函数的块212实施。快速低增益路径162具有单位增益及带宽ω1，其中ω1＞＞ω0。加法器154由加法器214实施。块212可如图1中所示用短连接或直接连接来替代，且ω1可接着等于无穷大。在此状况下，可将具有模型200的电流放大器150的传递函数H(s)表达为：IoutIin(s)=H(s)=m·(1+sm·ω0)1+sω0.]]>等式(1)图2B展示等式(1)中的传递函数H(s)的曲线图。如图2B中所示，传递函数H(s)在ω0处具有一个极点且在m·ω0处具有一个零点。电流增益在小于ω0的低频率下为m。电流增益m可用以产生ICO 170的平均控制电流。电流增益在大于m·ω0的高频率下为一。所述单位电流增益可用于锁定或接近锁定条件中且可减少抖动及/或改进PLL环路动态特性。电流放大器150将零极点对(pole-zero doublet)引入到PLL 100，PLL 100为封闭环路反馈系统。可通过将m·ω0设计为远小于PLL环路增益带宽且优选低于环路滤波器130的第一零点来确保PLL环路稳定性。图3展示双路径电流放大器150a的示意图，双路径电流放大器150a实施图2A中的s域模型200，且为图1中的双路径电流放大器150的一个设计。在此设计中，电流放大器150a包括三个电流反射镜一输入电流反射镜310、缓慢高增益电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包含：缓慢高增益路径，其具有正反馈环路且经配置以接收输入电流并提供第一电流；快速低增益路径，其经配置以接收所述输入电流并提供第二电流；以及加法器，其经配置以将所述第一电流与所述第二电流相加并提供输出电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-10-3 11/866,8511.一种设备，其包含：缓慢高增益路径，其具有正反馈环路且经配置以接收输入电流并提供第一电流；快速低增益路径，其经配置以接收所述输入电流并提供第二电流；以及加法器，其经配置以将所述第一电流与所述第二电流相加并提供输出电流。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述快速低增益路径具有单位增益及由所述快速低增益路径中的电路元件的寄生效应所确定的宽带宽。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述缓慢高增益路径具有大于一的增益及由所述缓慢高增益路径中的极点所确定的带宽。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述缓慢高增益路径包含：加法器，其经配置以将所述输入电流与所述第一电流相加并提供第三电流，以及电路，其经配置以接收所述第三电流并提供所述第一电流，所述加法器及所述电路实施所述正反馈环路。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述电路具有小于一的增益及预定频率处的极点。6.一种方法，其包含：通过具有正反馈环路的缓慢高增益路径处理输入电流以获得第一电流；通过快速低增益路径处理所述输入电流以获得第二电流；以及将所述第一电流与所述第二电流相加以获得输出电流。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述通过所述缓慢高增益路径处理所述输入电流包含：将所述输入电流与所述第一电流相加以获得第三电流，以及根据具有小于一的增益及特定频率处的极点的传递函数来处理所述第三电流以获得所述第一电流。8.根据权利要求6所述的方法，其中所述通过所述快速低增益路径处理所述输入电流包含镜射所述输入电流以获得所述第二电流。9.一种设备，其包含：用于通过具有正反馈环路的缓慢高增益路径处理输入电流以获得第一电流的装置；用于通过快速低增益路径处理所述输入电流以获得第二电流的装置；以及用于将所述第一电流与所述第二电流相加以获得输出电流的装置。10.根据权利要求9所述的设备，其中所述用于通过所述缓慢高增益路径处理所述输入电流的装置包含：用于将所述输入电流与所述第一电流相加以获得第三电流的装置，以及用于根据具有小于一的增益及特定频率处的极点的传递函数来处理所述第三电流以获得所述第一电流的装置。11.根据权利要求9所述的设备，其中所述用于通过所述快速低增益路径处理所述输入电流的装置包含用于镜射所述输入电流以获得所述第二电流的装置。12.一种集成电路，其包含：第一电流反射镜，其经配置以实施双路径电流放大器的快速低增益路径；以及第二电流反射镜，其耦合到所述第一电流反射镜，所述第一及第二电流反射镜经配置以实施所述双路径电流放大器的缓慢高增益路径。13.根据权利要求12所述的集成电路，其中所述第一电流反射镜包含：第一晶体管，其以二极管配置耦合且经配置以接收输入电流，以及第二晶体管，其与所述第一晶体管并联耦合并提供镜射所述输入电流的输出电流。14.根据权利要求13所述的集成电路，其中所述第一与第二晶体管具有相等尺寸，...

【专利技术属性】
技术研发人员：全孝宏，马尔奇奥佩德拉利诺伊，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]