一种发射信号强度检测电路制造技术

本发明专利技术公开了一种发射信号强度检测电路，包括N+1个检波电路、N个放大电路和一个求和电路，其中，N个放大电路级联后用于对待检测信号进行差分放大；所述N+1个检波电路用于对差分放大信号进行全波整流，近似得到与输入信号成平方关系的直流项；所述求和电路对N+1个检波电路输出的信号进行求和，近似得到待检测信号的功率。通过本发明专利技术的发射信号强度检测电路，能够实现对大范围的待检测信号的功率检测，且功耗低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路领域，具体涉及发射信号强度检测电路。
技术介绍
现代无线通信系统的发射机的典型结构如图I所示。基带芯片101输出模拟基带信号I、Q到发射机芯片102，发射机芯片102中的中频滤波及中频可变增益放大器VGA (Variable Gain Amplif ier)控制电路105对输入的基带信号I、Q分别进行滤波和增益控制，发射机芯片102中的IQ正交调制变频器106在本振信号(从端口 107输入)的参考下对滤波后的信号进行正交调制，形成射频信号，发射机芯片102中的射频VGA控制电路108工作于射频频率，驱动芯片102外部的功率放大器103工作，功率放大器103则将射频信号进一步放大后发射出去。 发射信号强度检测电路(TSSI,TransmitterSignal Strength Indicator)109置于发射机芯片102内，用于检测射频VGA控制电路108的输出信号功率强度，或者检测输出信号经过衰减网络104后的输出功率强度，并将输出功率转换成直流电平后反馈至基带芯片101，在经过模数转换、数字处理后用于反馈控制中频滤波及中频可变增益放大器VGA控制电路105及射频VGA控制电路108的工作，达到增益控制的目的，从而在满足系统要求的情况下节约了功耗。然而，由于功率P(dBm')=Ioiogw(^WlmW)(V)这就需要发射信号强度检 50,测电路109构造与输入信号(Vniis)幅度的平方成对数关系的函数。在传统的发射信号强度检测电路109中使用真对数放大器，通过BJT双极性三极管的PN结固有的V-I对数特性来实现。虽然关系简单，但要实现大的动态范围，其电流消耗大，且需要较大的电源电压，这些都很难与对低电压、低功耗的要求日益苛刻的CMOS现代无线通信系统相兼容。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种发射信号强度检测电路，采用放大电路和检波电路相结合后的全波整流和分段近似函数特性来实现对数线性关系，从而实现对待检测信号的功率检测，并可进一步作为自动增益控制回路的一部分，完成对发射信号电路的增益控制。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案—种发射信号强度检测电路,包括N+1个检波电路、N个放大电路和一个求和电路，N为整数且大于或等于I ;每个放大电路包括两个输入端和两个输出端，其中，N个放大电路采用N级级联的方式进行连接，第一个放大电路的两个输入端用于接收待检测信号，所述N个级联的放大电路用于扩展待检测信号的动态范围，对待检测信号进行差分放大；每个检波电路包括两个输入端和一个输出端，第一个检波电路的两个输入端用于接收待检测信号，剩余N个检波电路中的每个检波电路的两个输入端连接一个放大电路的两个输出端，所述N+1个检波电路用于对差分放大信号进行全波整流，近似得到与输入信号成平方关系的直流项；所述求和电路连接N+1个检波电路的输出端，并对N+1个检波电路输出端的信号进行求和，近似得到待检测信号的功率。本专利技术的有益效果在于 能够满足待检测信号功率的大动态范围的需求，需要的电源电压较低、功耗低，符合现代无线通信系统的要求。附图说明图I为典型的现代无线通信系统的发射机的结构示意图；图2为本专利技术的发射信号强度检测电路的电路框图；图3为图2中发射信号强度检测电路实现功率检测的流程图；图4为图2中检波电路的电路图；图5为图4中检波电路的直流传输特性图；图6为图4中的检波电路的输入输出时域特性图；图7为图2中放大电路的第一实施方式的电路图；图8为图7中放大电路的大信号输入输出特性及小信号输入输出特性；图9为图2中放大电路的第二实施方式的电路图；图10为大信号经过图9中的放大电路的传输特性图及经过检波电路的传输特性图；图11为本专利技术中连续分段对数线性特性的实现示意图；图12为图2中的求和电路的电路图；图13为本专利技术的发射信号强度检测电路对不同频率待检测信号强度检测的效果图。具体实施例方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本专利技术做进一步描述如图2所示，为本专利技术的发射信号强度检测电路的电路框图。所述发射信号强度检测电路100包括N+1个检波电路10、N个放大电路20和一个求和电路30，其中，N为整数且大于或等于1，例如取值5、10等等。所述N的取值与待检测信号的动态范围要求相适应，要求的动态范围越大，N的取值对应越大。每个放大电路20包括两个输入端和两个输出端，其中，N个放大电路20采用N级级联的方式进行连接，第一个放大电路的两个输入端用于接收待检测信号，所述N个级联的放大电路用于扩展待检测信号的动态范围，对待检测信号进行差分放大。每个检波电路10包括两个输入端和一个输出端,第一个检波电路10的两个输入端用于接收待检测信号，剩余N个检波电路10中的每个检波电路10的两个输入端连接一个放大电路20的两个输出端，所述N+1个检波电路10用于对输出的差分放大信号进行全波整流，近似得到与输入信号成平方关系的直流项。所述求和电路30连接N+1个检波电路10的输出端，并对N+1个检波电路10输出端的信号进行求和，近似得到待检测信号的功率。即，对N+1个检波电路10的输出信号进行叠加，以完成对大范围的功率信号(电压信号的平方)的线性转换，实现对功率信号大小进行检测的功能。如图3所示，为图2中发射信号强度检测电路实现功率检测的流程图。与以往传统对数放大器通过PN结的V-I特性 得到对数关系来计算输入信号本身的即时对数不同的是，本专利技术利用连续检波对数放大测量信号的包络在对数域中即时的低频变化，近似得到对数线性函数，从而实现对待检测信号的功率检测。如图4所示，为图2中检波电路的电路图。每个检波电路10包括第一 MOS管Ml、第二 MOS管M2、第三MOS管M3、第四MOS管M4、第一电容Cl和第一电阻Rl，Ml的栅极和M2的栅极作为检波电路10的两个输入端，用于接收输入电压Vin，Ml的漏极和M2的漏极相连，并接至一参考电平VDD，Ml的源极和M2的源极相连，作为第一端，输出为Vcs，M3的栅极和M4的栅极相连，M3的源级和M4的源级分别接地，M3的漏极接第一端，M4的漏极与栅极相连，M4的漏极接入一偏置电流源Ib，所述第一端接Rl和Cl后接地，所述Rl和Cl之间的节点A作为检波电路10的的输出端。其中，所述Ml和M2相同，Rl和Cl构成低通滤波电路，用于滤除高频信号而保留直流信号。图4中的输入输出关系为V.I I Y= -J2-—厂—-s.-cs 2 th Jl ^ W其中Vin为输入电压，(或M2)的阈A —a C —— V 2 ox L ·>值电压，UnSMl(或M2)的迁移率，Cm为Ml (或M2)氧化层的电容，W/L表示Ml (或M2)的宽长比，Ib表示偏置电流源的大小)。如图5所示，为图4中检波电路的直流传输特性图。由图中可以看出，对于幅值小的差分输入信号，检波电路10工作在线性区，表现为差分对模式，而对于幅值大的差分信号输入，检波电路10表现出源级跟随特性，其输出共源节点电压以某一电压偏移跟随输入变化。检波电路10能够将输入信号转换成直流信号，即输出共源点电压具有输入信号频率的二倍频，通过三角等式可得到与输入信号电压呈幅度平方关系的直流项以及二次频项，经过R1、Cl构成的低通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发射信号强度检测电路，其特征在于，包括N+1个检波电路、N个放大电路和一个求和电路，N为整数且大于或等于1；每个放大电路包括两个输入端和两个输出端，其中，N个放大电路采用N级级联的方式进行连接，第一个放大电路的两个输入端用于接收待检测信号，所述N个级联的放大电路用于扩展待检测信号的动态范围，对待检测信号进行差分放大；每个检波电路包括两个输入端和一个输出端，第一个检波电路的两个输入端用于接收待检测信号，剩余N个检波电路中的每个检波电路的两个输入端连接一个放大电路的两个输出端，所述N+1个检波电路用于对差分放大信号进行全波整流，近似得到与输入信号成平方关系的直流项；所述求和电路连接N+1个检波电路的输出端，并对N+1个检波电路输出端的信号进行求和，近似得到待检测信号的功率。

【技术特征摘要】
1.一种发射信号强度检测电路，其特征在于，包括N+1个检波电路、N个放大电路和一个求和电路，N为整数且大于或等于I ; 每个放大电路包括两个输入端和两个输出端，其中，N个放大电路采用N级级联的方式进行连接，第一个放大电路的两个输入端用于接收待检测信号，所述N个级联的放大电路用于扩展待检测信号的动态范围，对待检测信号进行差分放大； 每个检波电路包括两个输入端和一个输出端，第一个检波电路的两个输入端用于接收待检测信号，剩余N个检波电路中的每个检波电路的两个输入端连接一个放大电路的两个输出端，所述N+1个检波电路用于对差分放大信号进行全波整流，近似得到与输入信号成平方关系的直流项； 所述求和电路连接N+1个检波电路的输出端，并对N+1个检波电路输出端的信号进行求和，近似得到待检测信号的功率。2.如权利要求I所述的发射信号强度检测电路，其特征在于，每个检波电路包括第一MOS管、第二 MOS管、第三MOS管、第四MOS管、第一电容和第一电阻，第一 MOS管的栅极和第二 MOS管的栅极作为检波电路的两个输入端，第一 MOS管的漏极和第二 MOS管的漏极相连，并接至一参考电平VDD，第一 MOS管的源极和第二 MOS管的源极相连，作为第一端，第三MOS管的栅极和第四MOS管的栅极相连，第三MOS管的源级和第四MOS管的源级分别接地，第三MOS管的漏极接第一端，第四MOS管的漏极与第四MOS管的栅极相连，第四MOS管的漏极接入一偏置电流源ιΒ，所述第一端接第一电阻和第一电容后接地，所述第一电阻和第一电容之间的节点作为检波电路的的输出端，其中，所述第一 MOS管和第二 MOS管相同。3.如权利要求2所述的发射信号强度检测电路，其特征在于，每个放大电路包括第五MOS管、第六MOS管、第三电阻和第四电阻，第五MOS管的栅极和第六MOS管的栅极作为放大电路的两个输入端，第五MOS管的源极和第六MOS管的源级相连后通过一电流源Ib接地，第五MOS管的漏极连接第三电阻和第四电阻后与第六MOS管的漏极相连，第五MOS管的漏极和第六MOS管的漏极端分别作为放大电路的两个输出端，其中，第三电阻和第四电阻之间的节点接入参考电平VDD，第三电阻和第四电阻相同，第五MOS管和第六MOS管与第一MOS管和第二 MOS管相同。4.如权利要求2所述的发射信号强度检测电路，其特征在于，每个放大电路包括第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管、第九MOS管、第十MOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：何思远，曾隆月，
申请(专利权)人：广州润芯信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：