一種幅度檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種幅度檢測裝置，包括相互連接的偏置電路和幅度檢測電路；其中：所述偏置電路，在兩路輸入差動信號的控制下，為幅度檢測電路的兩個尾電流源管提供兩路差動的偏置電壓；所述幅度檢測電路，將兩路輸入的差動信號轉(zhuǎn)換為兩路差動輸出的直流值。本實用新型所述幅度檢測裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在直流失調(diào)、成本高和功耗大等缺陷，以實現(xiàn)差動輸出、成本低和功耗小的優(yōu)點。
【專利說明】一種幅度檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及模擬集成電路設(shè)計【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種幅度檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 幅度檢測電路在各種系統(tǒng)中都有應(yīng)用，特別是在無線收發(fā)系統(tǒng)中，用于自動增益 控制環(huán)路，以控制接收信號的功率大小。采用CMOS工藝實現(xiàn)的幅度檢測技術(shù)在最近幾年得 到了很大的發(fā)展。
[0003] 傳統(tǒng)的幅度檢測電路如圖1所示，該電路將差動輸入信號的幅度變化轉(zhuǎn)化為一個 單端直流電壓，但是該電路有個缺點，由于是單端輸出，所以輸出的電壓中有個由偏 置產(chǎn)生的直流失調(diào)項，V TOT輸出電壓必須減去該失調(diào)項才能真正反映出輸入幅值的大小。通 常需要再復(fù)制一個幅度檢測電路以產(chǎn)生該失調(diào)項，以便得到真正的輸出電壓。如圖1所示， VB就是這一個由偏置產(chǎn)生的直流失調(diào)項，VOTT電壓減去％電壓的差值才真正反映了輸入信 號幅值的變化。該復(fù)制部分電路這增加了設(shè)計的成本和功耗，而且很多情況下，如何給該復(fù) 制電路加偏置是個難點，即不是很容易得到，尤其是電路必須直接耦合時就更難產(chǎn)生。
[0004] 在實現(xiàn)本實用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在制造成本高、輸出 中存在直流失調(diào)和功耗大等缺陷。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型的目的在于，針對上述問題，提出一種幅度檢測裝置，采用差動輸出， 避免直流失調(diào)的影響，同時實現(xiàn)成本低和功耗小的優(yōu)點。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種幅度檢測裝置，包括相互連 接的偏置電路和幅度檢測電路；其中：
[0007] 所述偏置電路，在兩路輸入的差動信號的控制下，為幅度檢測電路的兩個尾電流 源管提供兩路差動的偏置電壓；
[0008] 所述幅度檢測電路，將兩路輸入的差動信號轉(zhuǎn)換為兩路差動輸出的直流值。
[0009] 進一步地，所述偏置電路，包括全差分放大器；所述全差分放大器，分別與所述幅 度檢測電路的兩個尾電流源管連接，將兩路輸入的差動信號轉(zhuǎn)換成差動輸出的電壓信號， 控制幅度檢測電路的兩個尾電流源管。
[0010] 進一步地，所述偏置電路，具體包括NM0S管札為為為和Μ9，以及PM0S管Μ 3、Μ4、 Μ5和Μ6 ;其中：
[0011] 所述NM0S管Μ9為尾電流源管，尾電流源管Μ9的柵端連接到偏置電壓V BN，源端連 接到地，漏端連接到兩個輸入NM0S管A和M2的源端；尾電流源管M9在偏置電壓V BN下，為 該全差分放大器提供偏置尾電流；
[0012] 所述NM0S管札是輸入管，其柵端連接反相輸入端VIN，漏端連接PM0S管M 3的柵端 和漏端，源端連接NM0S管M2的源端以及NM0S管M9的漏端；NM0S管M 2是輸入管，其柵端連 接同相輸入端VIP，漏端連接PM0S管M4的柵端和漏端，源端連接NM0S管A的源端以及NM0S 管M9的漏端；
[0013] 所述PM0S管％的源端連接到電源VDD，它的柵端和漏端連接在一起，并連接到NM0S 管札的漏端，還連接到PM0S管I的柵端；PM0S管M 4的源端連接到電源VDD，它的柵端和漏 端連接在一起，并連接到NM0S管M2的漏端，還連接到PM0S管M 5的柵端；PM0S管M5的源端 連接到電源VDD，柵端連接到PM0S管M 4的柵端和漏端，其漏端連接到NM0S管M7的柵端和漏 端；PM0S管M6的源端連接到電源V DD，柵端連接到PM0S管M3的柵端和漏端，其漏端連接到 NM0S管M8的柵端和漏端；
[0014] 所述NM0S管M7的柵端和漏端連接在一起，并連接到PM0S管M5的漏端，還連接到 幅度檢測電路中的NM0S管M n，它的源端連接到地；NM0S管M8的柵端和漏端連接在一起，并 連接到PM0S管M 6的漏端，還連接到與幅度檢測電路連接的NM0S管M1(l，它的源端連接到地。
[0015] 進一步地，所述幅度檢測電路，具體包括NM0S管M1Q、Mn、M 12、M13、M14和M15, PM0S管 M16和M17，以及電容Ci和c2;其中：
[0016] 所述尾電流源NM0S管M1(l的柵端連接偏置電路中的M8的柵端和漏端，M 1(l的源端 接地，M1(l的漏端連接到NM0S管M12和M 13的源端；
[0017] 所述NM0S管M12的柵端連接到反相輸入端VIN，它的源端連接到NM0S管M 13的源端 和NM0S管M1(l的漏端，它的漏端連接到同相輸出端V%，還連接到NM0S管M 14的漏端、PM0S 管M16的柵端和漏端以及電容q的一端；NM0S管M13的柵端連接到同相輸入端V IP，它的源端 連接到NM0S管M12的源端和NM0S管M1(l的漏端，它的漏端連接到反相輸出端，還連接到 NM0S管M 15的漏端、PM0S管M17的柵端和漏端以及電容C2的一端；
[0018] 所述PM0S管M16的源端連接電源VDD，柵端和漏端連接在一起連接到同相輸出端 V QP，還連接到NM0S管M12的漏端、NM0S管M14的漏端以及電容Ci的一端；電容Ci的一端連 接同相輸出端I，另一端連接電源V DD ;
[0019] 所述尾電流源NM0S管Mn的柵端連接偏置電路中的M7的柵端和漏端，的源端 接地，漏端連接到NM0S管Μ 14和Μ15的源端；
[0020] 所述NM0S管Μ14的柵端連接到同相輸入端VIP，它的源端連接到NM0S管Μ 15的源端 和NM0S管Μη的漏端，它的漏端連接到同相輸出端V%，還連接到NM0S管Μ 12的漏端、PM0S 管Μ16的柵端和漏端以及電容q的一端；NM0S管Μ15的柵端連接到反相輸入端V IN，它的源端 連接到NM0S管M14的源端和NM0S管Mn的漏端，它的漏端連接到反相輸出端，還連接到 NM0S管M 13的漏端、PM0S管M17的柵端和漏端以及電容C2的一端；
[0021] 所述PM0S管M17的源端連接電源VDD，柵端和漏端連接在一起連接到反相輸出端 V QN，還連接到NM0S管M13的漏端、NM0S管M15的漏端以及電容C 2的一端；電容C2的一端連 接反相輸出端，另一端連接電源VDD。
[0022] 本實用新型各實施例的幅度檢測裝置，由于包括相互連接的偏置電路和幅度檢測 電路；其中：偏置電路，在兩路輸入的差動信號的控制下，為幅度檢測電路的兩個尾電流源 管提供兩路差動的偏置電壓；所述幅度檢測電路，將兩路輸入的差動信號轉(zhuǎn)換為兩路差動 輸出的直流值；可以產(chǎn)生差動輸出，差動輸出幅值的大小反應(yīng)了輸入信號幅值的大小，避免 了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中單端輸出的缺點；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在直流失調(diào)、成本高和功耗大 的缺陷，以實現(xiàn)差動輸出、成本低和功耗小的優(yōu)點。
[0023] 本實用新型的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書 中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。
[0024] 下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本實用 新型的實施例一起用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的限制。在附圖中：
[0026] 圖1為傳統(tǒng)經(jīng)典的幅度檢測電路的工作原理示意圖；
[0027] 圖2為本實用新型幅度檢測裝置的工作原理示意圖。
[0028] 結(jié)合附圖，本實用新型實施例中附圖標(biāo)記如下：
[0029] 21-偏置電路；22-幅度檢測電路。

【具體實施方式】
[0030] 以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu) 選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0031] 根據(jù)本實用新型實施例，如圖2所示，提供了一種幅度檢測裝置，具體為一種片上 集成的幅度檢測裝置，特別涉及采用CMOS工藝實現(xiàn)的具有差動輸出的幅度檢測裝置。該幅 度檢測裝置，能夠產(chǎn)生差動輸出，差動輸出幅值的大小反應(yīng)了輸入信號幅值的大小，避免了 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中單端輸出的缺點。
[0032] 本實施例的幅度檢測裝置，包括相互連接的偏置電路21和幅度檢測電路22 ;偏置 電路21，受到輸入差動信號的控制，為幅度檢測電路22的兩個尾電流源管提供兩路差動的 偏置電壓；幅度檢測電路22,將輸入信號的幅度值，轉(zhuǎn)換為兩路差動輸出的直流值。
[0033] 其中，上述偏置電路21是一個經(jīng)典的全差分放大器，將兩路輸入差動信號轉(zhuǎn)換成 差動輸出電壓信號，控制幅度檢測電路22的兩個尾電流源管，其具體結(jié)構(gòu)如下：NM0S管M 9 的柵端連接到偏置電壓VBN，源端連接到地，漏端連接到兩個輸入NM0S管A和M2的源端，尾 電流源管M 9在偏置電壓VBN下，為該全差分放大器提供偏置尾電流。NM0S管A是輸入管， 其柵端連接反相輸入端V IN，漏端連接PM0S管M3的柵端和漏端，源端連接NM0S管M2的源端 以及NM0S管M 9的漏端。NM0S管M2是輸入管，其柵端連接同相輸入端VIP，漏端連接PM0S管 M4的柵端和漏端，源端連接NM0S管W的源端以及NM0S管M9的漏端。PM0S管M 3的源端連 接到電源VDD，它的柵端和漏端連接在一起，并連接到NM0S管A的漏端，還連接到PM0S管M 6 的柵端。PM0S管M4的源端連接到電源VDD，它的柵端和漏端連接在一起，并連接到NM0S管 M2的漏端，還連接到PM0S管M5的柵端。PM0S管M5的源端連接到電源V DD，柵端連接到PM0S 管M4的柵端和漏端，其漏端連接到NM0S管M7的柵端和漏端。PM0S管M6的源端連接到電源 VDD，柵端連接到PM0S管M3的柵端和漏端，其漏端連接到NM0S管M8的柵端和漏端。NM0S管 M7的柵端和漏端連接在一起，并連接到PM0S管M5的漏端，還連接到幅度檢測電路22中的 NM0S管Mn，它的源端連接到地。NM0S管M8的柵端和漏端連接在一起，并連接到PM0S管M 6 的漏端，還連接到幅度檢測電路22中的NM0S管M1(l，它的源端連接到地。
[0034] 上述幅度檢測電路22將輸入信號的幅值變化轉(zhuǎn)化為兩路差動輸出的直流值，其 結(jié)構(gòu)如下：尾電流源NM0S管M 1(l的柵端連接偏置電路21中的，M8的柵端和漏端，M1(l的源端 接地，漏端連接到NM0S管M 12和M13的源端。NM0S管M12的柵端連接到反相輸入端VIN，它的 源端連接到NMOS管M13的源端和NMOS管M1(l的漏端，它的漏端連接到同相輸出端I，還連 接到NM0S管M14的漏端、PM0S管M16的柵端和漏端以及電容Q的一端。NM0S管M 13的柵端 連接到同相輸入端VIP，它的源端連接到NM0S管M12的源端和NM0S管M 1(l的漏端，它的漏端 連接到反相輸出端，還連接到NM0S管M15的漏端、PM0S管M 17的柵端和漏端以及電容C2 的一端。PM0S管M16的源端連接電源VDD，柵端和漏端連接在一起連接到同相輸出端V%，還 連接到NM0S管M 12的漏端、NM0S管M14的漏端以及電容Q的一端。電容Q的一端連接同相 輸出端L，另一端連接電源V DD。尾電流源NM0S管Mn的柵端連接偏置電路21中的，M7的 柵端和漏端，的源端接地，漏端連接到NM0S管M 14和M15的源端。NM0S管M14的柵端連接 到同相輸入端V IP，它的源端連接到NM0S管M15的源端和NM0S管Mn的漏端，它的漏端連接 至IJ同相輸出端I，還連接到NM0S管M 12的漏端、PM0S管M16的柵端和漏端以及電容Q的一 端。NM0S管M15的柵端連接到反相輸入端V IN，它的源端連接到NM0S管M14的源端和NM0S管 Mn的漏端，它的漏端連接到反相輸出端，還連接到NM0S管M13的漏端、PM0S管M 17的柵端 和漏端以及電容C2的一端。PM0S管M17的源端連接電源VDD，柵端和漏端連接在一起連接 到反相輸出端，還連接到NM0S管M 13的漏端、NM0S管M15的漏端以及電容C2的一端。電 容C 2的一端連接反相輸出端，另一端連接電源VDD。
[0035] 可見，在上述實施例的實施例的幅度檢測裝置中，偏置電路21的作用是為幅度檢 測電路22提供兩路差動電流，兩路電流的大小受到輸入信號的控制。幅度檢測電路22,在 輸入信號的控制下，控制兩路尾電流在兩個負(fù)載PM0S管M 16和M17中的流動，兩個電容q和 C2用于濾除信號諧波。偏置電路部分21是一個經(jīng)典的全差分放大器電路，將差動輸入電壓 的變化轉(zhuǎn)化為兩路差動輸出的電流，并供給幅度檢測電路部分22。幅度檢測電路部分根據(jù) 差動輸入信號幅值的大小，控制兩個尾電流源中的電流在兩個負(fù)載之間流動。例如，當(dāng)反相 輸入端V IN的輸入信號大于同相輸入端VIP的信號時，尾電流源NM0S管M1(l中的電流要大于 尾電流源NM0S管M n中的電流。對于由NM0S管M1(l產(chǎn)生的電流支路，NM0S管M12比M 13更強 導(dǎo)通，導(dǎo)致M1(l中的電流較多得流過PM0S管M16 ;對于由NM0S管Mn產(chǎn)生的電流支路，NM0S 管M15比M14更強導(dǎo)通，導(dǎo)致Mn中的電流較多地流過PM0S管M 17。由于M1(l中的電流大于Mn 中的電流，所以流過PM0S管M16的電流大于流過PM0S管M17中的電流，從而在輸出端產(chǎn)生一 個電壓差，該電壓差與輸入信號的幅度呈正比。同理可以分析得到，當(dāng)反相輸入端V IN的輸 入信號小于同相輸入端VIP的信號時，同樣會導(dǎo)致，流過PM0S管M16的電流大于流過PM0S管 M17中的電流，從而在輸出端產(chǎn)生一個電壓差。電容q和C2用于濾除信號諧波，從而得到直 流號。
[0036] 最后應(yīng)說明的是：以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本 實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征 進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種幅度檢測裝置，其特征在于，包括相互連接的偏置電路和幅度檢測電路；其中： 所述偏置電路，在用戶輸入的差動信號的控制下，為幅度檢測電路的兩個尾電流源管 提供兩路差動的偏置電壓； 所述幅度檢測電路，將兩路輸入的差動信號轉(zhuǎn)換為兩路差動輸出的直流值； 所述偏置電路，包括全差分放大器；所述全差分放大器，分別與所述幅度檢測電路的兩 個尾電流源管連接，將兩路輸入的差動信號轉(zhuǎn)換成差動輸出的電壓信號，控制幅度檢測電 路的兩個尾電流源管； 所述偏置電路，具體包括NMOS管Mp M2、M7、M8和M9，以及PMOS管M 3、M4、M5和M6 ;其中： 所述NMOS管M9為尾電流源管，尾電流源管M9的柵端連接到偏置電壓VBN，源端連接到 地，漏端連接到兩個輸入NM0S管札和M2的源端；尾電流源管M9在偏置電壓VBN下，為該全 差分放大器提供偏置尾電流； 所述NM0S管A是輸入管，其柵端連接反相輸入端VIN，漏端連接PM0S管M3的柵端和漏 端，源端連接NM0S管M2的源端以及NM0S管M9的漏端；NM0S管M2是輸入管，其柵端連接同 相輸入端V IP，漏端連接PM0S管M4的柵端和漏端，源端連接NM0S管A的源端以及NM0S管 M9的漏端； 所述PM0S管M3的源端連接到電源VDD，它的柵端和漏端連接在一起，并連接到NM0S管 Mi的漏端，還連接到PM0S管M6的柵端；PM0S管M4的源端連接到電源VDD，它的柵端和漏端連 接在一起，并連接到NM0S管M 2的漏端，還連接到PM0S管M5的柵端；PM0S管M5的源端連接 到電源V DD，柵端連接到PM0S管M4的柵端和漏端，其漏端連接到NM0S管M7的柵端和漏端； PM0S管M6的源端連接到電源VDD，柵端連接到PM0S管M3的柵端和漏端，其漏端連接到NM0S 管凡的柵端和漏端； 所述NM0S管M7的柵端和漏端連接在一起，并連接到PM0S管M5的漏端，還連接到幅度 檢測電路中的NM0S管Mn的柵端，它的源端連接到地；NM0S管M8的柵端和漏端連接在一起， 并連接到PM0S管M 6的漏端，還連接到與幅度檢測電路連接的NM0S管M1(l的柵端，它的源端 連接到地； 所述幅度檢測電路，具體包括NM0S管M1Q、Mn、M12、M 13、M14和M15, PM0S管M16和M17，以及 電容CJPC2 ;其中： 所述尾電流源NM0S管M1(l的柵端連接偏置電路中的M8的柵端和漏端，M1(l的源端接地， M1Q的漏端連接到NM0S管M12和M13的源端； 所述NM0S管M12的柵端連接到反相輸入端VIN，它的源端連接到NM0S管M13的源端和 NM0S管M1(l的漏端，它的漏端連接到同相輸出端V#，還連接到NM0S管M14的漏端、PM0S管M 16 的柵端和漏端以及電容Q的一端；NMOS管M13的柵端連接到同相輸入端VIP，它的源端連接 到NM0S管M 12的源端和NM0S管M1(l的漏端，它的漏端連接到反相輸出端Vw，還連接到NM0S 管M15的漏端、PM0S管M17的柵端和漏端以及電容C2的一端； 所述PM0S管M16的源端連接電源VDD，柵端和漏端連接在一起連接到同相輸出端Ip，還 連接到NM0S管M12的漏端、NM0S管M14的漏端以及電容Q的一端；電容Q的一端連接同相 輸出端I，另一端連接電源V DD ; 所述尾電流源NMOS管Mn的柵端連接偏置電路中的M7的柵端和漏端，的源端接地， 漏端連接到NM0S管Μ14和Μ15的源端； 所述NMOS管M14的柵端連接到同相輸入端VIP，它的源端連接到NMOS管M15的源端和 NM0S管Mn的漏端，它的漏端連接到同相輸出端V#，還連接到NM0S管M12的漏端、PM0S管M 16 的柵端和漏端以及電容Q的一端；NMOS管M15的柵端連接到反相輸入端VIN，它的源端連接 到NMOS管M 14的源端和NMOS管Mn的漏端，它的漏端連接到反相輸出端Vw，還連接到NMOS 管M13的漏端、PM0S管M17的柵端和漏端以及電容C2的一端； 所述PM0S管M17的源端連接電源VDD，柵端和漏端連接在一起連接到反相輸出端，還 連接到NMOS管M13的漏端、NMOS管M15的漏端以及電容C2的一端；電容C 2的一端連接反相 輸出端\，另一端連接電源VDD。
【文檔編號】G01R29/00GK203881854SQ201420180846
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】潘文光, 肖時茂, 黃偉, 于云豐 申請人:無錫中科微電子工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司