專利名稱：Rms和包絡(luò)檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)總體上涉及均方根(RMS)檢測器和包絡(luò)檢測器。
背景技術(shù)：
存在許多其中期望測量射頻(RF)信號(hào)的平均功率電平的應(yīng)用。例如，在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)(如蜂窩電話網(wǎng)絡(luò))的傳送鏈和接收鏈二者中對(duì)RF信號(hào)的功率測量和控制可能是必要的。為了高效使用可用帶寬，使用復(fù)合調(diào)制方案(如碼分多址(CDMA)、寬帶碼分多址 (WCDMA)或全球微波接入互操作性(WiMAX))來對(duì)在這些系統(tǒng)中傳送的信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。這些復(fù)合調(diào)制的信號(hào)具有隨時(shí)間變化的波峰因數(shù)，該波峰因數(shù)被定義為信號(hào)的峰值功率與平均功率比。如果使用二極管檢測或連續(xù)放大的傳統(tǒng)功率檢測器被用來測量信號(hào)功率，則可能造成不可容忍的誤差?，F(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是改進(jìn)傳送鏈中所使用的功率放大器的功率效率。對(duì)功率放大器的高效使用在移動(dòng)通信系統(tǒng)中是重要的。改進(jìn)的功率效率可以提供顯著的優(yōu)點(diǎn)，包括較低的總體操作成本。改進(jìn)功率放大器的功率效率在傳送高波峰因數(shù)信號(hào) (具有比平均功率更多10+dB的峰值功率)時(shí)尤其困難，這是由于應(yīng)當(dāng)將發(fā)射機(jī)置于深回退模式(非常低的平均功率輸出)以便應(yīng)對(duì)對(duì)峰值信號(hào)電平的線性需求。為了改進(jìn)功率效率， 已知將包絡(luò)跟蹤應(yīng)用于功率放大器輸入信號(hào)并使用檢測到的包絡(luò)來改變放大器操作。為了將功率供給功率放大器，在包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)中利用可變電源。使用包絡(luò)檢測器來監(jiān)控輸入信號(hào)包絡(luò)功率電平，并且基于所監(jiān)控的包絡(luò)電平來改變供給功率放大器的功率。具體地，改變供給功率放大器的供電電壓以便恰好足以在給定時(shí)刻再產(chǎn)生放大器所需的功率電平。相應(yīng)地，在低包絡(luò)功率電平下，向放大器提供較低供電電壓，并且，僅當(dāng)需要最大輸出包絡(luò)功率時(shí)(即，在輸出功率峰值下)才提供全部供電電壓。RMS功率檢測器可以精確測量RF功率而不依賴于調(diào)制類型(信號(hào)形狀或波峰因數(shù))。這些復(fù)合調(diào)制方案的準(zhǔn)確RMS計(jì)算需要長的積分時(shí)間來將隨時(shí)間變化的包絡(luò)包括在測量中。因此，商業(yè)上可用的RMS功率檢測器一般不能提供經(jīng)過調(diào)制的信號(hào)的包絡(luò)電平。因此，對(duì)于發(fā)射機(jī)系統(tǒng)，期望具有提供平均功率信息和輸入電壓包絡(luò)信息二者的功率檢測器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的功率檢測器包括對(duì)數(shù)RMS檢測器、增益或衰減元件和線性包絡(luò)檢測器。對(duì)數(shù)RMS檢測器接收RF輸入信號(hào)并檢測RF輸入信號(hào)的平均功率電平。增益或衰減元件也接收所述RF輸入信號(hào)并產(chǎn)生RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式。線性包絡(luò)檢測器接收RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式并檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)，其中，增益或衰減元件可以產(chǎn)生RF輸入信號(hào)的所選放大或衰減型式，以將包絡(luò)檢測器的操作范圍移位至更高或更低功率電平。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的檢測RF輸入信號(hào)的功率的方法包括以下步驟使用對(duì)數(shù)RMS檢測器來檢測RF輸入信號(hào)的平均功率電平；產(chǎn)生RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式；以及使用RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式來檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)，其中，RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式被選擇性地產(chǎn)生以將包絡(luò)檢測器的操作范圍移位至更高或更低功率電平。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的功率檢測器包括對(duì)數(shù)RMS檢測器和線性包絡(luò)檢測器。對(duì)數(shù)RMS檢測器接收RF輸入信號(hào)并檢測RF輸入信號(hào)的平均功率電平。對(duì)數(shù)RMS檢測器包括漸進(jìn)地放大或衰減RF輸入信號(hào)的一系列增益或衰減級(jí)。對(duì)數(shù)RMS檢測器還包括多個(gè)均方 (mean square)檢測器，所述均方檢測器中的至少一些是利用來自該系列增益或衰減級(jí)的 RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式來驅(qū)動(dòng)的。線性包絡(luò)檢測器檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)。 該包絡(luò)檢測器選擇性地耦合至RF輸入以接收RF輸入信號(hào)，或者耦合至RMS檢測器的該系列增益或衰減級(jí)的多個(gè)增益或衰減抽頭(tap)的其中之一以接收RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式，以便對(duì)包絡(luò)檢測器的操作范圍進(jìn)行移位。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的檢測功率的方法包括以下步驟漸進(jìn)地放大或衰減RF 輸入信號(hào)以產(chǎn)生RF輸入信號(hào)的多個(gè)放大或衰減型式；使用包括多個(gè)均方檢測器的對(duì)數(shù)RMS 檢測器來檢測RF輸入信號(hào)的平均功率電平，所述均方檢測器中的至少一些是利用RF輸入信號(hào)的多個(gè)放大或衰減型式來驅(qū)動(dòng)的；以及使用線性包絡(luò)檢測器來檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)，所述線性包絡(luò)檢測器接收RF輸入信號(hào)或者接收RF輸入信號(hào)的多個(gè)放大或衰減型式中的被選擇用來移位包絡(luò)檢測器的操作范圍的一個(gè)放大或衰減型式。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)的線性包絡(luò)檢測器包括多個(gè)雙極型三尾單元(bipolar triple-tail cell)。每個(gè)三尾單元包括兩個(gè)差分晶體管和一個(gè)中央晶體管。在每個(gè)三尾單元中，每一個(gè)晶體管都具有耦合至產(chǎn)生尾電流的電流源的共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)。每個(gè)三尾單元的差分晶體管的集電極耦合在一起，從而形成包絡(luò)檢測器的輸出。在每個(gè)三尾單元中，在各差分晶體管的基極之間施加具有DC電壓分量的差分輸入電壓，并且對(duì)中央晶體管的基極施加僅具有DC電壓分量的輸入電壓。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)的線性包絡(luò)檢測器包括多個(gè)雙極型三尾單元。每個(gè)三尾單元包括兩個(gè)差分晶體管和一個(gè)中央晶體管。在每個(gè)三尾單元中，每一個(gè)晶體管都具有耦合至產(chǎn)生尾電流的電流源的共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)。每個(gè)三尾單元的差分晶體管的集電極耦合在一起，從而形成包絡(luò)檢測器的輸出。在每個(gè)三尾單元中，在所述兩個(gè)差分晶體管中的第一差分晶體管的基極與所述中央晶體管的基極之間施加第一信號(hào)，并且在所述差分晶體管中的第二差分晶體管的基極與所述中央晶體管的基極之間施加第二信號(hào)，其中，第一信號(hào)和第二信號(hào)形成差分信號(hào)。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)的線性包絡(luò)檢測器包括多個(gè)雙極型三尾單元。每個(gè)三尾單元包括兩個(gè)差分晶體管和一個(gè)中央晶體管。在每個(gè)三尾單元中，每一個(gè)晶體管都具有耦合至產(chǎn)生尾電流的電流源的共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)。每個(gè)三尾單元的差分晶體管的集電極耦合在一起，從而形成包絡(luò)檢測器的輸出。在每個(gè)三尾單元中，在各差分晶體管的基極之間施加具有DC電壓分量的差分輸入電壓，并且對(duì)中央晶體管的基極施加具有寄生RF分量的輸入電壓。在以下具體實(shí)施方式
中提供了本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。如將認(rèn)識(shí)到的那樣，本發(fā)明能具有其他且不同的實(shí)施例，并且其若干細(xì)節(jié)可能能夠在各個(gè)方面得以修改，所有都不脫離本發(fā)明。相應(yīng)地，附圖和描述應(yīng)視為本質(zhì)上說明性的，而不具有約束或限制意義，其中在權(quán)利要求中指定本申請(qǐng)的范圍。


圖1是一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)RMS和包絡(luò)檢測器的示意圖。圖2是另一現(xiàn)有技術(shù)RMS和包絡(luò)檢測器的示意圖。圖3是另一現(xiàn)有技術(shù)RMS和包絡(luò)檢測器的示意圖。圖4是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的RMS和包絡(luò)檢測器的示意圖。圖5是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例的RMS和包絡(luò)檢測器的示意圖。圖6是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例的RMS和包絡(luò)檢測器的示意圖。圖7是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的包絡(luò)檢測器核心結(jié)構(gòu)的示意圖。圖8是圖示三尾單元的示例性輸出-輸入特性的曲線圖。使用相似或相同的參考標(biāo)記來標(biāo)識(shí)公用或類似的元件。
具體實(shí)施例方式圖1是圖示一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)RMS和包絡(luò)檢測器100的示意框圖，該RMS和包絡(luò)檢測器100使用兩個(gè)分離的芯片102、104來并行檢測感興趣的信號(hào)的平均功率和包絡(luò)。不利的是，該并行處理RF檢測器技術(shù)在輸入處需要RF耦合器來驅(qū)動(dòng)平均功率檢測信道和包絡(luò)檢測信道二者。此外，這種多芯片實(shí)施方式可能遭受部件間變化(part-to-part variation), 其可能發(fā)生在集成電路中并導(dǎo)致RMS檢測器102與包絡(luò)檢測器104之間不可容忍的測量失配。RMS和包絡(luò)檢測的分立實(shí)施方式一般還需要更大的板面積來容納芯片和所需的接口電路(諸如輸入耦合器)二者。圖2是提供包絡(luò)和RMS功率信息二者的現(xiàn)有技術(shù)單個(gè)封裝功率檢測器200的框圖。通過DC去耦合電容器206將RF輸入提供給分離的RMS檢測器和包絡(luò)檢測器塊202、 204。RMS檢測器202是線性類型的(Vout Sqrt (Mean (Vin2)))，意味著針對(duì)輸入功率的dB 變化，輸出電壓按指數(shù)規(guī)律變化。對(duì)于這些類型的檢測器，尤其是在較低功率電平(例如小于-IOdBm)下，檢測到的電壓電平對(duì)失配以及環(huán)境變化(如溫度)非常敏感，并且這將最小可檢測信號(hào)電平限制在大約-15daii。包絡(luò)檢測器204也具有類似的限制，導(dǎo)致對(duì)于這兩個(gè)檢測器，可檢測輸入功率范圍為大約-15daii至lOcffim。盡管該方法的簡單性可以導(dǎo)致更小的封裝尺寸和更低的功率耗散，但是現(xiàn)有技術(shù)檢測器200僅有益于有限的輸入信號(hào)電平。此外，由于對(duì)于低輸入功率電平來說具有較大的讀取誤差，因此線性RMS檢測器輸出在功率控制應(yīng)用中通常不是優(yōu)選的。圖3圖示提供包絡(luò)和RMS功率信息二者的另一現(xiàn)有技術(shù)功率檢測器300。檢測器300針對(duì)高動(dòng)態(tài)范圍操作使用伺服反饋類型的RMS檢測架構(gòu)。該檢測器可以檢測低至-70dBm的信號(hào)電平，從而與線性類型的RMS檢測器相比給予它明顯更高的動(dòng)態(tài)范圍。包絡(luò)檢測信道從伺服反饋回路的內(nèi)部點(diǎn)接收其輸入，并且該緩沖的內(nèi)部點(diǎn)提供歸一化至輸入信號(hào)的平均功率電平的輸入信號(hào)的功率包絡(luò)。該架構(gòu)提供用于RMS和包絡(luò)檢測二者的高動(dòng)態(tài)范圍(包絡(luò)檢測動(dòng)態(tài)范圍等同于RMS檢測范圍——可能多于70dB)，具有優(yōu)越的可重復(fù)性(隨著溫度和過程變化)以及在RMS功率讀取與功率包絡(luò)讀取之間優(yōu)越的匹配。 然而，大多數(shù)包絡(luò)跟蹤應(yīng)用需要包絡(luò)檢測器跟蹤輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)而不是功率包絡(luò)，并且相應(yīng)地，這種類型的架構(gòu)由于其跟蹤功率包絡(luò)而可能不適合。圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的提供包絡(luò)和RMS功率信息二者的單個(gè)封裝功率檢測器400的框圖。RF輸入耦合至單獨(dú)處理輸入信號(hào)的分離的RMS檢測器和包絡(luò)檢測器塊402、404。RMS檢測器402和包絡(luò)檢測器104提供在單個(gè)封裝406中，優(yōu)選地提供在單個(gè)管芯上。RMS檢測器402是對(duì)數(shù)類型(Vout Log (Mean (Vin2)))的RMS檢測器，其中，針對(duì)輸入功率的dB變化，輸出電壓線性變化。與線性RMS檢測器類型相比，對(duì)數(shù)RMS檢測器提供了明顯更大的輸入動(dòng)態(tài)范圍。由于對(duì)數(shù)RMS檢測器具有以dB為線性的特性并且在低功率電平(例如，降至_70dBm的檢測是可能的)下提供較高精確度，因此它們特別有益于功率/ 增益控制應(yīng)用。在將RF輸入信號(hào)直接耦合至包絡(luò)檢測器的情況下，包絡(luò)檢測動(dòng)態(tài)范圍較低(在低功率端被限制在大約-15dBm，并且在高端被限制在+IOdBm)。圖5是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例的RMS和包絡(luò)檢測器500的框圖。檢測器500 與圖4所示的檢測器400類似，并且還包括增益/衰減塊502。在圖5的實(shí)施例中，RF輸入耦合至增益/衰減塊502以提供對(duì)輸入信號(hào)的放大/衰減。增益/衰減塊的輸出耦合至包絡(luò)檢測器404。包絡(luò)檢測器404的操作范圍(該包絡(luò)檢測器對(duì)其進(jìn)行精確響應(yīng)的輸入信號(hào)的范圍)可以被移位至更低或更高的功率電平。例如，針對(duì)增益/衰減塊502中20dB的增益，包絡(luò)檢測器404可以檢測從大約_35dBm至-IOdBm的RF信號(hào)。圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例的RMS和包絡(luò)檢測器600的框圖。在該實(shí)施例中，包絡(luò)檢測器核心602耦合至RMS檢測器606的多個(gè)增益/衰減抽頭(tap)604的其中之一。在該實(shí)施例中，RMS檢測器606包括多個(gè)均方檢測器，所述均方檢測器中的一些利用RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式而被驅(qū)動(dòng)，以獲得比單個(gè)均方檢測器更寬范圍的均方功率檢測。通過使用以下一系列增益或衰減操作來獲得RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式，該系列增益或衰減操作使用放大器608或衰減器610來漸進(jìn)地放大或衰減RF輸入信號(hào)。與圖5的實(shí)施例類似，可以將包絡(luò)檢測器602的操作范圍(包絡(luò)檢測器對(duì)其進(jìn)行精確響應(yīng)的輸入信號(hào)的范圍)移位至更低或更高的功率電平。然而，在圖6的實(shí)施例中，不存在對(duì)附加放大/衰減的需要，這是由于RMS檢測器606的放大/衰減抽頭可以用于供給所需的增益/衰減。針對(duì)7dB的增益/衰減間隔，可以以7dB為步長來對(duì)包絡(luò)檢測器的操作范圍進(jìn)行移位。例如，如果包絡(luò)檢測器602耦合至該架構(gòu)的第3增益抽頭(從輸入起的 21dB增益)，假定該包絡(luò)檢測器具有25dB檢測范圍，那么包絡(luò)檢測器602可以檢測從-36dBm 至-IldBm的RF信號(hào)。圖7示意性地圖示根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的可以用于包絡(luò)檢測(例如在這里描述的各種RMS和包絡(luò)檢測器中)的包絡(luò)檢測器核心結(jié)構(gòu)700。該檢測器包括多個(gè)雙極型三尾單元(在圖7的示例中被指示為第1級(jí)和第2級(jí))。每個(gè)三尾單元包括三個(gè)發(fā)射極耦合npn雙極型晶體管(第一級(jí)中為Q1、Q2、Q3，第二級(jí)中為Q4、Q5、Q6)以及耦合至共發(fā)射極的用于產(chǎn)生尾電流Idcl、Idc2的電流源。第一級(jí)的晶體管Ql和Q3形成發(fā)射極面積彼此相等的差分對(duì)(Ae)。第二級(jí)的晶體管Q4和Q6形成發(fā)射極面積彼此相等的差分對(duì)(Ce)。晶體管Q2 和Q5可以具有與其相應(yīng)的差分對(duì)不同的發(fā)射極面積(分別為Be和De)。比值B/A或D/C可以為1 (unity)，或者可以大于或小于1。第一級(jí)的晶體管Ql和Q3的集電極耦合在一起， 從而形成包絡(luò)檢測器核心級(jí)的輸出端子，而Q2的集電極耦合至AC接地。類似地，第二級(jí)的晶體管Q4和Q6的集電極耦合在一起，從而形成包絡(luò)檢測器核心級(jí)的輸出端子，而Q5的集電極耦合至AC接地。在該配置中，在晶體管Ql、Q3以及Q4、Q6的基極之間施加具有dc電壓分量(被表示為“DC”)的差分輸入電壓Vinp=INP-INN。中央晶體管Q2和Q5的基極僅接收dc分量 “DC”。在備選實(shí)施例中，中央晶體管可以接收寄生RF分量。在另一實(shí)施例中，差分對(duì)Q1、 Q3或Q4、Q6中的一個(gè)晶體管可以在其基極處接收DC電壓，并且其他兩個(gè)晶體管(Q1、Q3中的一個(gè)以及還有Q2，或者Q4、Q6中的一個(gè)以及還有Q5)可以接收在基極輸入上有效地產(chǎn)生差分電壓 Q1-Q2=Q4-Q5 (=Vinp/2)和 Q3_Q2=Q6_Q5 (=_Vinp/2)的輸入信號(hào)。在圖7所示的實(shí)施例中，在包絡(luò)檢測器核心中使用兩種類型的三尾單元(第1級(jí) =類型-1，第2級(jí)=類型-2)。類型-2級(jí)使用兩個(gè)發(fā)射極負(fù)反饋電阻器R2，這兩個(gè)發(fā)射極負(fù)反饋電阻器R2耦合在差分對(duì)晶體管Q4、Q6的發(fā)射極與共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)(其耦合至電流源) 之間。負(fù)反饋電阻器針對(duì)當(dāng)與合適的D/C比值(在當(dāng)前實(shí)施例中，優(yōu)選地，D/C 1) 一起使用時(shí)的中和高電平輸入信號(hào)來對(duì)該級(jí)的輸出-輸入轉(zhuǎn)移曲線進(jìn)行線性化。另一方面，類型-1級(jí)使用單個(gè)發(fā)射極負(fù)反饋電阻器R1，該發(fā)射極負(fù)反饋電阻器Rl耦合在中央晶體管Q2 的發(fā)射極與共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)之間。負(fù)反饋電阻器針對(duì)具有合適的B/A比值(在當(dāng)前實(shí)施例中， 優(yōu)選地，B/A < 1)的較低輸入信號(hào)電平來對(duì)組合結(jié)構(gòu)(包括類型-1級(jí)和類型-2級(jí)二者)的輸出-輸入轉(zhuǎn)移曲線進(jìn)行線性化?？偠灾l(fā)射極負(fù)反饋電阻器Rl和R2擴(kuò)大了包絡(luò)檢測器核心的線性操作輸入電壓范圍。圖8示出了類型-1級(jí)和類型-2級(jí)以及組合結(jié)構(gòu)的輸出-輸入特性的示例。如圖所示，類型-2級(jí)針對(duì)Vinp > 150mV的輸入信號(hào)電平提供近似線性特性，而組合結(jié)構(gòu)針對(duì)Vinp > 50mV的輸入信號(hào)電平提供近似線性特性，從而導(dǎo)致動(dòng)態(tài)范圍的顯著改進(jìn)。應(yīng)當(dāng)注意，可以與不同的負(fù)反饋值和D/C比值并行提供附加的類型-2級(jí)，以便針對(duì)更高信號(hào)電平進(jìn)一步增大動(dòng)態(tài)范圍。需要理解，盡管以上憑借具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是上述實(shí)施例僅作為說明而提供，而并不限制或限定本發(fā)明的范圍。各個(gè)其他實(shí)施例(包括但不限于以下實(shí)施例)也落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。例如，還可以將這里描述的元件和組件劃分為附加的組件或拼接在一起，以形成用于執(zhí)行相同功能的更少的組件。
權(quán)利要求
1.一種功率檢測器，包括對(duì)數(shù)RMS檢測器，其接收RF輸入信號(hào)并檢測所述RF輸入信號(hào)的平均功率電平；以及線性包絡(luò)檢測器，其也接收所述RF輸入信號(hào)并檢測所述RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)； 其中，所述對(duì)數(shù)RMS檢測器和包絡(luò)檢測器集成在單個(gè)封裝中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率檢測器，其中，所述RMS檢測器和包絡(luò)檢測器集成在單個(gè)管芯上。
3.—種檢測RF輸入信號(hào)的功率的方法，包括以下步驟 使用對(duì)數(shù)RMS檢測器來檢測RF輸入信號(hào)的平均功率電平； 使用線性包絡(luò)檢測器來檢測所述RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)； 其中，所述對(duì)數(shù)RMS檢測器和包絡(luò)檢測器集成在單個(gè)封裝中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述RMS檢測器和包絡(luò)檢測器集成在單個(gè)管芯上。
5.一種功率檢測器，包括對(duì)數(shù)RMS檢測器，其接收RF輸入信號(hào)并檢測所述RF輸入信號(hào)的平均功率電平； 增益或衰減元件，其也接收所述RF輸入信號(hào)并產(chǎn)生所述RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式；以及線性包絡(luò)檢測器，其用于接收所述RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式并檢測所述RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)，其中，所述增益或衰減元件能夠產(chǎn)生所述RF輸入信號(hào)的所選放大或衰減型式，以將包絡(luò)檢測器的操作范圍移位至更高或更低功率電平。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率檢測器，其中，所述對(duì)數(shù)RMS檢測器、包絡(luò)檢測器以及增益或衰減元件集成在單個(gè)封裝中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率檢測器，其中，所述RMS檢測器、包絡(luò)檢測器以及增益或衰減元件集成在單個(gè)管芯上。
8.—種檢測RF輸入信號(hào)的功率的方法，包括以下步驟 使用對(duì)數(shù)RMS檢測器來檢測RF輸入信號(hào)的平均功率電平； 產(chǎn)生所述RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式；以及使用所述RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式來檢測所述RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)，其中，所述RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式被選擇性地產(chǎn)生以將包絡(luò)檢測器的操作范圍移位至更高或更低功率電平。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，使用增益或衰減元件來產(chǎn)生所述RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式，以及其中使用線性包絡(luò)檢測器來檢測所述RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述對(duì)數(shù)RMS檢測器、包絡(luò)檢測器以及增益或衰減元件集成在單個(gè)封裝中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述對(duì)數(shù)RMS檢測器、包絡(luò)檢測器以及增益或衰減元件集成在單個(gè)管芯上。
12.—種功率檢測器，包括對(duì)數(shù)RMS檢測器，其接收RF輸入信號(hào)并檢測所述RF輸入信號(hào)的平均功率電平，所述對(duì)數(shù)RMS檢測器包括漸進(jìn)地放大或衰減所述RF輸入信號(hào)的一系列增益或衰減級(jí)，所述對(duì)數(shù) RMS檢測器還包括多個(gè)均方檢測器，所述均方檢測器的至少一些是利用來自該系列增益或衰減級(jí)的RF輸入信號(hào)的放大或衰減型式而被驅(qū)動(dòng)的；以及線性包絡(luò)檢測器，其用于檢測所述RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)，所述包絡(luò)檢測器選擇性地耦合至RF輸入以接收所述RF輸入信號(hào)，或者耦合至RMS檢測器的該系列增益或衰減級(jí)的多個(gè)增益或衰減抽頭的其中之一以接收用于對(duì)包絡(luò)檢測器的操作范圍進(jìn)行移位的所述RF 輸入信號(hào)的放大或衰減型式。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率檢測器，其中，所述對(duì)數(shù)RMS檢測器和包絡(luò)檢測器集成在單個(gè)封裝中。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的功率檢測器，其中，所述對(duì)數(shù)RMS檢測器和包絡(luò)檢測器集成在單個(gè)管芯上。
15.一種檢測功率的方法，包括以下步驟漸進(jìn)地放大或衰減RF輸入信號(hào)以產(chǎn)生所述RF輸入信號(hào)的多個(gè)放大或衰減型式； 使用包括多個(gè)均方檢測器的對(duì)數(shù)RMS檢測器來檢測所述RF輸入信號(hào)的平均功率電平， 所述均方檢測器中的至少一些是利用所述RF輸入信號(hào)的多個(gè)放大或衰減型式來驅(qū)動(dòng)的； 以及使用線性包絡(luò)檢測器來檢測所述RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)，所述線性包絡(luò)檢測器接收所述RF輸入信號(hào)或者接收所述RF輸入信號(hào)的多個(gè)放大或衰減型式中的被選擇用來對(duì)包絡(luò)檢測器的操作范圍進(jìn)行移位的一個(gè)放大或衰減型式。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述對(duì)數(shù)RMS檢測器和包絡(luò)檢測器集成在單個(gè)封裝中。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述對(duì)數(shù)RMS檢測器和包絡(luò)檢測器集成在單個(gè)管芯上。
18.一種用于檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)的線性包絡(luò)檢測器，包括多個(gè)雙極型三尾單元，每個(gè)三尾單元包括兩個(gè)差分晶體管和一個(gè)中央晶體管，其中，在每個(gè)三尾單元中，每一個(gè)晶體管都具有耦合至產(chǎn)生尾電流的電流源的共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)，其中，每個(gè)三尾單元的差分晶體管的集電極耦合在一起，從而形成包絡(luò)檢測器的輸出，以及其中，在每個(gè)三尾單元中，在各差分晶體管的基極之間施加具有DC電壓分量的差分輸入電壓，并且對(duì)中央晶體管的基極施加僅具有DC電壓分量的輸入電壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的線性包絡(luò)檢測器，其中，所述各三尾單元中的至少一個(gè)三尾單元還包括發(fā)射極負(fù)反饋電阻器，其耦合在所述兩個(gè)差分晶體管中的每一個(gè)的發(fā)射極與所述共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的線性包絡(luò)檢測器，其中，所述各三尾單元中的與在差分晶體管上具有發(fā)射極負(fù)反饋電阻器的三尾單元不同的至少一個(gè)三尾單元還包括發(fā)射極負(fù)反饋電阻器，其耦合在所述中央晶體管的發(fā)射極與所述共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的線性包絡(luò)檢測器，其中，所述各三尾單元中的至少一個(gè)三尾單元還包括耦合在所述中央晶體管的發(fā)射極與所述共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)之間的發(fā)射極負(fù)反饋電阻器。
22.一種用于檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)的線性包絡(luò)檢測器，包括多個(gè)雙極型三尾單元，每個(gè)三尾單元包括兩個(gè)差分晶體管和一個(gè)中央晶體管，其中，在每個(gè)三尾單元中，每一個(gè)晶體管都具有耦合至產(chǎn)生尾電流的電流源的共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)，其中，每個(gè)三尾單元的差分晶體管的集電極耦合在一起，從而形成包絡(luò)檢測器的輸出，以及其中，在每個(gè)三尾單元中，在所述兩個(gè)差分晶體管中的第一差分晶體管的基極與所述中央晶體管的基極之間施加第一信號(hào)，并且在所述差分晶體管中的第二差分晶體管的基極與所述中央晶體管的基極之間施加第二信號(hào)，其中，所述第一信號(hào)和所述第二信號(hào)形成差分信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的線性包絡(luò)檢測器，其中，所述各三尾單元中的至少一個(gè)三尾單元還包括發(fā)射極負(fù)反饋電阻器，其耦合在所述兩個(gè)差分晶體管中的每一個(gè)的發(fā)射極與所述共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)之間。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的線性包絡(luò)檢測器，其中，所述各三尾單元中的與在差分晶體管上具有發(fā)射極負(fù)反饋電阻器的三尾單元不同的至少一個(gè)三尾單元還包括發(fā)射極負(fù)反饋電阻器，其耦合在所述中央晶體管的發(fā)射極與所述共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)之間。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的線性包絡(luò)檢測器，其中，所述各三尾單元中的至少一個(gè)三尾單元還包括耦合在所述中央晶體管的發(fā)射極與所述共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)之間的發(fā)射極負(fù)反饋電阻器。
26.一種用于檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)的線性包絡(luò)檢測器，包括多個(gè)雙極型三尾單元，每個(gè)三尾單元包括兩個(gè)差分晶體管和一個(gè)中央晶體管，其中，在每個(gè)三尾單元中，每一個(gè)晶體管都具有耦合至產(chǎn)生尾電流的電流源的共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)，其中，每個(gè)三尾單元的差分晶體管的集電極耦合在一起，從而形成包絡(luò)檢測器的輸出，以及其中，在每個(gè)三尾單元中，在各差分晶體管的基極之間施加具有DC電壓分量的差分輸入電壓，并且對(duì)中央晶體管的基極施加具有寄生RF分量的輸入電壓。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的線性包絡(luò)檢測器，其中，所述各三尾單元中的至少一個(gè)三尾單元還包括發(fā)射極負(fù)反饋電阻器，其耦合在所述兩個(gè)差分晶體管中的每一個(gè)的發(fā)射極與所述共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的線性包絡(luò)檢測器，其中，所述各三尾單元中的與在差分晶體管上具有發(fā)射極負(fù)反饋電阻器的三尾單元不同的至少一個(gè)三尾單元還包括發(fā)射極負(fù)反饋電阻器，其耦合在所述中央晶體管的發(fā)射極與所述共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的線性包絡(luò)檢測器，其中，所述各三尾單元中的至少一個(gè)三尾單元還包括耦合在所述中央晶體管的發(fā)射極與所述共發(fā)射極節(jié)點(diǎn)之間的發(fā)射極負(fù)反饋電阻器。
全文摘要
本發(fā)明涉及RMS和包絡(luò)檢測器。本文公開了用于檢測RF輸入信號(hào)的平均功率電平和RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)的功率檢測器和方法。本文還公開了用于檢測RF輸入信號(hào)的電壓包絡(luò)的線性包絡(luò)檢測器和方法。
文檔編號(hào)G01R21/00GK102435835SQ20111027521
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者塞利克 A., 托克馬克 S., A. ?？?Y. 申請(qǐng)人:希泰特微波公司