一种dB线性可变增益放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种dB线性可变增益放大器，由第一级可变增益放大器和消直流失调电路A、第二级可变增益放大器和消直流失调电路B及指数增益控制电路组成；所述的第一级、第二级可变增益放大器和消直流失调电路A、B用以对信号进行放大或者衰减并消除直流失调；所述的指数增益控制电路使控制电压与放大器的增益呈指数关系；所述的消直流失调电路由GM-C跨导滤波器和一共模反馈电路组成；第一级可变增益放大器的输入作为整体电路的输入，第一级可变增益放大器的输出接第二级可变增益放大器的输入，第二级可变增益放大器的输出作为整体电路的输出；本发明专利技术在Gilbert单元的基础上改进而得，应用于自动增益控制电路中，使放大器有更大的带宽，更好的线性度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种集成电路设计技术及通信领域，尤其涉及一种dB线性可变增益放大器。
技术介绍
在无线通信系统中，由于不同情况下，发射机与接收机存在不同的距离，再加上通信信道的时变性以及外界噪声的干扰，这些因素的影响会造成信号的时强时弱，导致接收机输入信号的幅值范围变化很大(高达几十个dB)。为了尽可能可靠的接收信号，接收机通常设置有自动增益控制电路(Automatic Gain Control1AGC),而可变增益放大器则是AGC 系统的主要部分。在音频/视频模拟系统中，主要要求放大器有较大的带宽，大的输入输出范围、dB 线性关系、低噪声、低功耗。目前国际以及国内的主流设计工艺为O. 18μπι，研究重点和难点主要体现为宽带宽、高增益动态范围和高线性度。大部分设计者在实现宽带宽和高增益的范围内难以实现高线性度，而实现高线性度则可能牺牲了可带宽和增益。可变增益放大器分为开环和闭环两种形式，设计者通常采用闭环结构可变增益放大器，主要有基于负载可变可变增益放大器，基于跨导可变可变增益放大器，基于源极负反馈可变增益放大器几种形式，闭环结构的可变增益放大器使用负反馈的形式，性能较为稳定，其增益取决于电阻之比，线性度较高。然而，同时存在着以下几点不足输入输出电压范围很小，放大器的带宽不够，直流失调严重。为了实现恒定的AGC环路稳定时间和宽增益调节，AGC环路中的可变增益放大器一般要求具有指数增益特性。然而工作在饱和区下的MOS器件是一种平方律器件，即漏电流与栅过驱动电压呈平方关系。虽然工作在亚阈值区下的MOS器件具有本征的指数特性， 但由于该区·域下器件的工作频率、噪声等性能受到严重的恶化，在射频集成电路中一般不考虑将MOS器件偏置在该工作区域。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提供一种dB线性可变增益放大器，是在Gilbert单元的基础上进行改进而得，应用于自动增益控制电路中，可以使放大器有更大的带宽，更好的线性度。为了解决上述技术问题，本专利技术一种dB线性可变增益放大器，由第一级可变增益放大器和消直流失调电路A、第二级可变增益放大器和消直流失调电路B及指数增益控制电路组成；所述的第一级可变增益放大器和消直流失调电路A用以对信号进行放大或者衰减并消除直流失调；所述的第二级可变增益放大器和消直流失调电路B用以对信号进行第二级放大或者衰减并消除直流失调；所述的指数增益控制电路使控制电压与放大器的增益呈指数关系；所述的消直流失调电路由Gm-C跨导滤波器和一共模反馈电路组成；第一级可变增益放大器的输入作为整体电路的信号输入端，第一级可变增益放大器的输出接第二级可变增益放大器的输入，第二级可变增益放大器的输出作为整体电路的输出；所述指数增益控制电路的输出控制端分别接第一级可变增益放大器和第二级可变增益放大器的增益控制端；所述第一级可变增益放大器包括GiIbert单元、减法电路、取代Gilbert单元尾电流的5管差分放大器和共模反馈电路；所述Gilbert单元用于对信号进行放大或者衰减； 所述减法电路用于配合Gm-C跨导滤波器实现消除直流失调的作用；所述Gilbert单元的输出级经过所述Gm-C跨导滤波器后，作为减法电路的输入端；取代Gilbert单元尾电流的5管差分放大器输出为差分信号，两个差分输出端分别控制第一级可变增益放大器的两路尾电流，引起两路电流反向变化，用于增大输出电压的摆幅；所述GiIbert单元增益表示为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种dB线性可变增益放大器，由第一级可变增益放大器和消直流失调电路A、第二级可变增益放大器和消直流失调电路B及指数增益控制电路组成；其特征在于：所述的第一级可变增益放大器和消直流失调电路A用以对信号进行放大或者衰减并消除直流失调；所述的第二级可变增益放大器和消直流失调电路B用以对信号进行第二级放大或者衰减并消除直流失调；所述的指数增益控制电路使控制电压与放大器的增益呈指数关系；所述的消直流失调电路由GM?C跨导滤波器和一共模反馈电路组成；第一级可变增益放大器的输入作为整体电路的信号输入端，第一级可变增益放大器的输出接第二级可变增益放大器的输入，第二级可变增益放大器的输出作为整体电路的输出；所述指数增益控制电路的输出控制端分别接第一级可变增益放大器和第二级可变增益放大器的增益控制端；所述第一级可变增益放大器包括：Gilbert单元、减法电路、取代Gilbert单元尾电流的5管差分放大器和一共模反馈电路；所述Gilbert单元用于对信号进行放大或者衰减；所述减法电路用于配合GM?C跨导滤波器实现消除直流失调的作用；所述Gilbert单元的输出级经过所述GM?C跨导滤波器后，作为减法电路的输入端；在取代Gilbert单元尾电流的5管差分放大器输出为差分信号，两个差分输出端分别控制第一级可变增益放大器的两路尾电流，引起两路电流反向变化，用于增大输出电压的摆幅；所述Gilbert单元增益表示为：AV=RD·(I1?I2)????????????????????????（1）式（1）中，AV是Gilbert单元的增益，RD是输出负载，I1，I2分别是两路尾电流，；所述Gilbert单元采用有源负载网络，所述有源负载网络由电阻R1、电容C1、PMOS管MP1、MP2、MP3和MP4组成，PMOS管MP1和MP4具有分流的作用，通过调节电阻R1和电容C1的大小，用以增加高频增益、提升带宽；调节电阻R1以及PMOS管的跨导，使极点外推，并远离零点，减小极点对提升带宽的抑制作用；所述第一级可变增益放大器输入输出信号的表示为：(VIN-VOUTgmsC)·AV0=VOUT---(2)式（2）中，VIN为输入信号，VOUT为输出信号，GM?C跨导滤波器的跨导采用NMOS输入对管的5管放大器，gm是GM?C跨导滤波器中放大器的跨导值；GM?C跨导滤波器中的电容采用MOS电容，1/SC是跨导滤波器的等效容抗；AV0是Gilbert单元的增益，因此，可变增益放大器的增益表达式为：AV=VOUTVIN=sCAV0gmAV+sC---(3)在频率高于20KHz条件下，式（3）中，gm·AVAV=VOUTVIN=AV0---(4)从式（4）可以看出，所述第一级可变增益放大器实现了消除直流失调的作用；所述的共模反馈电路用以抑制共模信号；第二级可变增益放大器和消直流失调电路B与第一级可变增益放大器和消直流失调电路A结构相同。...

【技术特征摘要】
1.一种dB线性可变增益放大器，由第一级可变增益放大器和消直流失调电路A、第二级可变增益放大器和消直流失调电路B及指数增益控制电路组成；其特征在于所述的第一级可变增益放大器和消直流失调电路A用以对信号进行放大或者衰减并消除直流失调；所述的第二级可变增益放大器和消直流失调电路B用以对信号进行第二级放大或者衰减并消除直流失调；所述的指数增益控制电路使控制电压与放大器的增益呈指数关系；所述的消直流失调电路由Gm-C跨导滤波器和一共模反馈电路组成；第一级可变增益放大器的输入作为整体电路的信号输入端，第一级可变增益放大器的输出接第二级可变增益放大器的输入，第二级可变增益放大器的输出作为整体电路的输出；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵毅强，于海霞，张杨，盛云，岳森，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：