專利名稱：一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射頻通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可變?cè)鲆娣糯笃?，尤其涉及一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，模式切換控制電路使電路工作狀態(tài)切換于零中頻和低中 頻模式之間，通過(guò)不同的耦合方式連接各級(jí)電路，從而實(shí)現(xiàn)硬件資源的復(fù)用。
背景技術(shù)：
目前，世界上通信和射頻領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，各種具有單一功能的系統(tǒng) 芯片發(fā)展日漸成熟，如使用藍(lán)牙(Bluetooth)進(jìn)行短距離無(wú)線傳輸?shù)南到y(tǒng)芯片，使用UMTS/ WCDMA標(biāo)準(zhǔn)的寬帶因特網(wǎng)互連技術(shù)系統(tǒng)芯片等。最近幾年來(lái)，工藝的快速發(fā)展帶動(dòng)了芯片 研發(fā)技術(shù)水平的飛躍，可支持多個(gè)頻段多種工作模式的射頻芯片研究越來(lái)越受到人們的重 視。這種多模多頻技術(shù)使射頻芯片可以兼容不同的工作頻段和工作模式，而不再是一種單 一的模式。例如，融合了全球定位系統(tǒng)(GPS)的第三代移動(dòng)終端(3G)，基于IEEE802. 16標(biāo) 準(zhǔn)的覆蓋主要城市無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(WMAN/WiMAX)以及基于IEEE802. 15標(biāo)準(zhǔn)的個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN) 等系統(tǒng)芯片具有多模式功能。在即將推出的第四代移動(dòng)終端系統(tǒng)中不但具有以上的功能， 還能使用超寬帶(UWB)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行短距離無(wú)線連接，傳輸文件等。由于它廣泛的用途和各個(gè) 領(lǐng)域逐漸增加的需求，使得多模多頻已成為通信和射頻技術(shù)系統(tǒng)芯片發(fā)展的一種必然趨 勢(shì)。與此同時(shí)，現(xiàn)代化通信和射頻技術(shù)的飛速發(fā)展，為了滿足低功耗、高集成度等越來(lái) 越高的需求，芯片結(jié)構(gòu)的變革勢(shì)在必行，先前廣泛應(yīng)用的超外差式結(jié)構(gòu)已逐漸被零中頻和 低中頻結(jié)構(gòu)所取代?，F(xiàn)代無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)的組成包括寬帶和窄帶兩方面的應(yīng)用，零中頻結(jié)構(gòu) 適用于要求寬帶應(yīng)用的系統(tǒng)中，具有頻率選擇簡(jiǎn)單的特性，幾乎可應(yīng)用于除802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn) 和CDMA/WCDMA/AMPS/GPS外的各種系統(tǒng)。而低中頻結(jié)構(gòu)則可在窄帶應(yīng)用上發(fā)揮重要的作 用，比如適用于藍(lán)牙、GSM/DCS/PCS和802. 15. 4等應(yīng)用技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)的射頻芯片實(shí)現(xiàn)多 模式多頻段工作的需求，采用零中頻和低中頻相結(jié)合的結(jié)構(gòu)方式。目前應(yīng)用的零中頻/低 中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃髂K的結(jié)構(gòu)都為并行結(jié)構(gòu)，將零中頻工作模式的 可變?cè)鲆娣糯笃髂K(ZIF VGA)與低中頻工作模式的可變?cè)鲆娣糯笃髂K(LIF VGA)并 行結(jié)構(gòu)同做在一塊芯片上，零中頻和低中頻兩個(gè)信號(hào)同時(shí)加到兩個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃髂K通 路，再各自通過(guò)相應(yīng)的可變?cè)鲆娣糯笃髂K，如圖1所示。該并行結(jié)構(gòu)方式存在以下的幾個(gè) 缺陷第一，兩個(gè)不同模式下的信號(hào)通路存在互相影響和互相干擾的問(wèn)題，會(huì)嚴(yán)重影響模塊 以至整個(gè)芯片的性能。第二，不同信號(hào)通路的隔離通過(guò)復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，不僅提高系 統(tǒng)的復(fù)雜度，而且要增大芯片面積，增加硬件資源開(kāi)銷和功耗。第三，該并行結(jié)構(gòu)當(dāng)一種模 式工作時(shí)，另一種模式的整個(gè)部分都是處于不工作的狀態(tài)，因此會(huì)造成硬件資源和電能的 浪費(fèi)。第四，模塊采用并行結(jié)構(gòu)，芯片面積至少增大為兩倍，既增加成本又不滿足現(xiàn)代通信 器件小型化的要求。第五，當(dāng)需要轉(zhuǎn)換工作模式時(shí)，需對(duì)兩個(gè)通路分別啟動(dòng)與關(guān)閉，涉及到 兩個(gè)通路的整個(gè)部分，會(huì)增加額外的功耗，使得整個(gè)系統(tǒng)的功耗增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決已有技術(shù)的接收機(jī)射頻前端的零中頻/低中頻(ZIF/ LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞑⑿薪Y(jié)構(gòu)的上述缺陷，提出一種可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鳌?該放大器將基本可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)和模式切換控制電路有機(jī)結(jié)合在一起，通過(guò)模式切 換控制電路轉(zhuǎn)換工作模式，使其既可工作于零中頻模式，也可工作于低中頻模式，不僅節(jié)約 了芯片面積等硬件成本，還便于和前級(jí)電路相連接，同時(shí)這種可配置性增加了芯片的可用 范圍，提高了整個(gè)接收機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本發(fā)明的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置 的可變?cè)鲆娣糯笃饔绕溥m合于手機(jī)等具有多種模式多種頻段的現(xiàn)代移動(dòng)通信產(chǎn)品，而且便 于集成在一個(gè)系統(tǒng)中。本發(fā)明的上述目的是通過(guò)下面的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn) 一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鳎湓谟谒ɑ镜?VGA電路和零中頻/低中頻切換模式控制電路，零中頻/低中頻模式切換控制電路與VGA電 路通過(guò)信號(hào)正向通路和信號(hào)反饋環(huán)路建立連接；其中所述的零中頻/低中頻模式切換控制電路由輸入模式切換控制電路和直流失調(diào) 消除反饋模式切換控制電路兩部分組成；輸入模式切換控制電路位于信號(hào)正向通路，輸入 模式切換控制電路對(duì)應(yīng)于零中頻和低中頻有兩種工作模式零中頻模式的信號(hào)正向通路通 過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)電路把輸入信號(hào)與后面的VGA電路以直接耦合的方式相連接；低中頻模式的信 號(hào)正向通路通過(guò)分壓電路和耦合電路把輸入信號(hào)與VGA電路以組合耦合的方式相連接，兩 個(gè)電阻的分壓電路設(shè)置合適的直流工作點(diǎn)，電容則把信號(hào)輸入端和后面的VGA基本模塊以 阻容耦合的方式相連接。所述的零中頻/低中頻模式切換控制電路由輸入模式切換控制電路和直流失調(diào) 消除反饋模式切換控制電路兩部分組成；輸入模式切換控制電路位于信號(hào)正向通路，輸入 模式切換控制電路對(duì)應(yīng)于零中頻和低中頻有兩種工作模式零中頻模式的信號(hào)正向通路通 過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)電路把輸入信號(hào)與后面的VGA電路以直接耦合的方式相連接；低中頻模式的信 號(hào)正向通路通過(guò)分壓電路和耦合電路把輸入信號(hào)與VGA電路以組合耦合的方式相連接，兩 個(gè)電阻的分壓電路設(shè)置合適的直流工作點(diǎn)，電容則把信號(hào)輸入端和后面的VGA基本模塊以 阻容耦合的方式相連接；直流失調(diào)消除切換反饋模式控制電路包括直流失調(diào)消除電路和零中頻/低中頻 直流失調(diào)消除控制電路兩部分；位于信號(hào)反饋環(huán)路上的直流失調(diào)消除模式切換控制電路， 它對(duì)應(yīng)于零中頻和低中頻也有兩種工作模式，能通過(guò)改變控制信號(hào)控制直流失調(diào)消除電路 的工作狀態(tài)工作于相應(yīng)的模式零中頻模式下，零中頻/低中頻直流失調(diào)消除控制電路接 通直流失調(diào)消除電路使其處于正常工作狀態(tài)，直流失調(diào)消除電路抑制直流失調(diào)成分；低中 頻模式下，零中頻/低中頻直流失調(diào)消除控制電路使直流失調(diào)消除電路處于關(guān)斷狀態(tài)；通 過(guò)零中頻/低中頻直流失調(diào)消除控制電路控制信號(hào)的切換，實(shí)現(xiàn)直流失調(diào)消除電路工作狀 態(tài)的切換。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鳎溥€在于所述 的可變?cè)鲆娣糯笃鳛榛镜腣GA電路，它與零中頻和低中頻模式切換控制電路以緊湊連接 結(jié)構(gòu)構(gòu)架為一個(gè)模塊；零中頻和低中頻模式切換控制電路的輸出端連接VGA電路輸入信號(hào)端，并為信號(hào)提供相應(yīng)的耦合通路零中頻模式下的切換控制電路與低中頻模式下的切換控制電路的輸 出端相對(duì)于VGA電路輸入端呈對(duì)稱連接；零中頻模式下的切換控制電路輸出端連接VGA電 路兩個(gè)輸入端的一個(gè)，低中頻模式下的切換控制電路的輸出端連接VGA電路兩個(gè)輸入端的 另一個(gè)。模式切換控制電路位于基本的VGA電路之前，連接其與輸入信號(hào)，并為信號(hào)提供合 適的通路。用于零中頻模式的電路與用于低中頻模式的電路分別緊密連接，分布在后面模 塊對(duì)稱的兩側(cè)。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，其還在于所述 的零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯幕綱GA單元電路為復(fù)用電路，為零中頻的 可變?cè)鲆娣糯笃髋c低中頻的可變?cè)鲆娣糯笃魉鶑?fù)用；零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣?大器雙模式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用芯片面積與兩個(gè)單模式可變?cè)?益放大器模塊相比節(jié)省近一半。所述的輸入模式切換控制電路是由帶限流電阻的電阻分壓器、二個(gè)電子開(kāi)關(guān)和一 個(gè)電容器組成的四端網(wǎng)絡(luò)；電阻分壓器二端分別接電源端和地端，限流電阻一端連接在兩 個(gè)電阻分壓端，另一端連接第一個(gè)電子開(kāi)關(guān)的一端；另一個(gè)電子開(kāi)關(guān)與電容并聯(lián)構(gòu)成二端 網(wǎng)絡(luò)，其一端連接信號(hào)輸入端，其另一端連接第一個(gè)電子開(kāi)關(guān)的另一端并為四端網(wǎng)絡(luò)的輸 出端；電阻分壓器的分壓比取決于二個(gè)分壓電阻的比值，而和其絕對(duì)值無(wú)關(guān)，故能避免因失 配和溫度類工藝偏差的影響，有效提高可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯南到y(tǒng)性能。可配置的可 變?cè)鲆娣糯笃鹘Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，增加的元件與連線均較少，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，面積大小與只可工作于 單模式的可變?cè)鲆娣糯笃飨喈?dāng)。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，其還在于所述 VGA電路由若干個(gè)放大單元電路以及增益控制電路和直流失調(diào)消除電路組成；若干個(gè)放大 單元電路為級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)形式連接；所述增益控制電路為一個(gè)電壓_電流轉(zhuǎn)換電路，可將控制電壓的變化轉(zhuǎn)化為相應(yīng) 的電流的變化，它有多控制輸出端，每個(gè)控制輸出端與相應(yīng)的幾個(gè)放大單元電路控制端相 連接，增益控制電路通過(guò)控制電壓的變化使放大單元電路增益線性變化并提高增益值；所述直流失調(diào)消除電路主要由一個(gè)反向差分放大器和直流失調(diào)成分檢測(cè)消除電 路組成，二個(gè)電子開(kāi)關(guān)和二個(gè)阻容濾波電路構(gòu)成零中頻/低中頻直流失調(diào)消除切換控制電 路，零中頻/低中頻模式切換控制開(kāi)關(guān)電路能有效控制直流失調(diào)消除電路的工作模式，消 除零中頻模式下的直流失調(diào)成分，提高電路和系統(tǒng)的性能。二個(gè)阻容濾波電路的大阻值電阻采用亞閾值工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，較大容量電容由MOS管 實(shí)現(xiàn)，電子開(kāi)關(guān)可由外部進(jìn)行控制。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鳎溥€在于所述 的若干個(gè)放大單元電路級(jí)聯(lián)為一個(gè)增益可控的VGA，每個(gè)放大單元電路都為全差分結(jié)構(gòu)的 可變?cè)鲆娣糯笃鳎鄠€(gè)放大單元以差分輸入和差分輸出級(jí)聯(lián)為一個(gè)增益可控的VGA，增益控 制電路通過(guò)多個(gè)控制端輸出控制電壓使每一級(jí)放大單元的增益以及整個(gè)VGA電路的增益 隨控制電壓變化而變化，能無(wú)失真的放大輸入的交流小信號(hào)，而且具有抗干擾能力強(qiáng)，輸出 電壓擺幅大和線性度好的效果。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，其還在于所述 若干個(gè)放大單元電路級(jí)聯(lián)為一個(gè)增益可控的VGA電路為可配置的VGA電路，增益控制電路 通過(guò)多個(gè)控制端輸出控制電壓控制每一級(jí)放大單元參與整個(gè)VGA電路的增益控制，實(shí)現(xiàn)若干個(gè)放大單元電路級(jí)聯(lián)的合理配置。所述的控制電路可使每一級(jí)和整個(gè)電路的增益隨控制 電壓dB-linear變化，因此可以無(wú)失真的放大輸入的交流小信號(hào)。基本的VGA電路由若干個(gè)放大單元電路，增益控制電路，和直流失調(diào)消除電路組 成。為了達(dá)到高的增益，采用幾個(gè)放大單元級(jí)聯(lián)的形式，控制電路可控制電壓的變化使其增 益dB-linear變化，直流失調(diào)消除電路可消除直流失調(diào)成分，提高電路和系統(tǒng)的性能。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，其還在于所述 的直流失調(diào)消除電路由反向差分放大器，直流失調(diào)成分檢測(cè)消除電路構(gòu)成；直流失調(diào)消除 電路能有效的消除前級(jí)的直流失調(diào)成分，抑制本模塊引入的直流失調(diào)成分，并且防止使有 用信號(hào)飽和，而提高系統(tǒng)的性能。本發(fā)明的技術(shù)方案是將零中頻可變?cè)鲆娣糯笃骱偷椭蓄l的可變?cè)鲆娣糯笃魍ㄟ^(guò) 一個(gè)模式切換電路有機(jī)結(jié)合在一個(gè)模塊中，實(shí)現(xiàn)一種切換結(jié)構(gòu)的可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?電路，它能工作在兩種模式，通過(guò)對(duì)兩種模式的切換控制，實(shí)現(xiàn)零中頻/低中頻兩種工作模式的切換，復(fù)用VGA電路，從而解決了已有技術(shù)方案的缺陷。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性效果1、將零中頻可變?cè)鲆娣糯笃骱偷椭蓄l可變?cè)鲆娣糯笃鲀赡K合二為一個(gè)模塊，消 除了兩個(gè)不同模式下的信號(hào)通路存在互相影響和互相干擾的問(wèn)題，提高了整個(gè)芯片的性 能。2、省去信號(hào)通路隔離的復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)，降低了防止并行結(jié)構(gòu)互相干擾措施而增加 的系統(tǒng)復(fù)雜度，同時(shí)節(jié)省了芯片面積和相應(yīng)的硬件成本及功耗。3、本發(fā)明的兩種模式復(fù)用VGA電路硬件資源，避免兩個(gè)信號(hào)通路的不必要的能耗 和衰減以及引入額外的噪聲，提高了系統(tǒng)性能。4、多個(gè)放大電路全差分級(jí)聯(lián)的零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃髂K構(gòu) 成緊湊，芯片面積減少近一倍，易于滿足通信器件小型化要求，適合于各種現(xiàn)代的便攜通信 設(shè)備。5、單模塊的直流失調(diào)消除電路可以有效的消除零中頻工作模式下前級(jí)模塊引入 的直流失調(diào)成分，同時(shí)抑制本模塊的直流失調(diào)成分。6、可配置的可變?cè)鲆娣糯笃髂芄ぷ髟诹阒蓄l和低中頻模式下，可靈活根據(jù)系統(tǒng)及 外部環(huán)境調(diào)節(jié)使得芯片的用途更為廣泛。


圖1為已有技術(shù)采用零中頻/低中頻可變?cè)鲆娣糯笃鞯牡牟⑿薪Y(jié)構(gòu)配置的無(wú)線接 收機(jī)的構(gòu)成框圖。其中LNA為低噪聲放大器，LPF為低通濾波器，BPF為帶通濾波器，ZIFVGA為零中 頻可變?cè)鲆娣糯笃?，LIF VGA為低中頻可變?cè)鲆娣糯笃?，ADC為數(shù)模轉(zhuǎn)換器，DSP為數(shù)字信號(hào) 處理芯片。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯臉?gòu)成的一 個(gè)單元的框圖。圖2中21_可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鲉卧?11-低中頻模式切換控制電路， 212-零中頻模式切換控制電路，213-基本的VGA放大單元電路，201、202_輸入信號(hào)端，22-電源端，231、232-VGA輸出信號(hào)端。圖3為本發(fā)明實(shí)施例一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎肽Ｊ角?換控制電路框圖；圖3中22_電源，31-輸入模式切換控制電路，311、312_分壓電阻，313-保護(hù)電 阻，314，316-電容，30-信號(hào)輸入端，32-信號(hào)地，33-輸出端。圖4為本發(fā)明實(shí)施例一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯牧阒蓄l/低 中頻直流失調(diào)消除控制電路的示意圖。圖4中461-反饋環(huán)路上的反向差分放大器，462、463_大阻值電阻，464,465-較 大容量電容，466、467_信號(hào)地，471、472_零中頻/低中頻模式切換控制開(kāi)關(guān)電路。圖5為本發(fā)明實(shí)施例一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯牧阒蓄l模式 電路構(gòu)成框圖；圖5中51 -零中頻模式VGA，52-增益控制電路，53-直流失調(diào)消除電路，511、512、 513-零中頻模式下的可變?cè)鲆娣糯笃鲉卧娐贰D6為本發(fā)明實(shí)施例的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯牡椭蓄l模 式電路構(gòu)成框圖；圖6中61_可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯牡椭蓄l模式電路，6111、6121、6131_低中 頻模式的可變?cè)鲆娣糯笃鲉卧娐罚?112、6122、6132-耦合電容，6113，6123，6133-保護(hù)電 阻，Vbias-偏置電壓，62-增益控制電路。圖7為本發(fā)明實(shí)施例的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯恼w框 圖。圖7中71、72、73_ZIF/LIF可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鲉卧娐罚?4-增益控制電 路，75-ZIF/LIF直流失調(diào)消除控制電路，76-直流失調(diào)消除電路。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。圖2是采用本發(fā)明的零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鲉卧?塊的構(gòu)成框圖。一個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃鲉卧傻椭蓄l模式切換控制電路211、零中頻模式切 換控制電路212和基本的VGA電路213構(gòu)成.，22為電源端，201、202、231、232分別為信號(hào) 差分輸入以及差分輸出端。211、212分別為低中頻和零中頻的切換控制電路，213為基本的 VGA放大單元電路。211、212分別位于低中頻和零中頻信號(hào)通路上，二者并行連接差分輸入 信號(hào)，并與后面的基本VGA放大單元電路相連。差分輸入信號(hào)201、202與211、212分別相 連接，之后經(jīng)過(guò)213放大，變?yōu)椴罘州敵鲂盘?hào)231、232。當(dāng)可變?cè)鲆娣糯笃麟娐饭ぷ饔诘椭?頻模式時(shí)，在低中頻模式切換控制電路211和零中頻模式切換控制電路212組合控制下，讓 信號(hào)通過(guò)低中頻切換控制電路進(jìn)入VGA放大器電路，而不通過(guò)零中頻模式切換電路，實(shí)現(xiàn) 該單元模塊的低中頻工作模式。同理，實(shí)現(xiàn)該單元模塊的零中頻工作模式。兩種模式的切 換電路相對(duì)獨(dú)立，保證了兩種工作模式不會(huì)相互干擾和影響，而兩種模式相同的部分即基 本的VGA電路為兩者復(fù)用電路，節(jié)省了硬件資源。同時(shí)模塊電路簡(jiǎn)單，控制方便，用途廣泛。 有利于將接收機(jī)的射頻前端芯片和基帶處理芯片分離，并采用兩種模式切換電路和基本的 VGA電路結(jié)合在一起，對(duì)克服傳統(tǒng)的技術(shù)缺點(diǎn)行之有效并且是可實(shí)現(xiàn)的。
圖3給出本發(fā)明的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮?入模式切換控制電路的原理圖。低中頻模式切換電路由分壓器電阻311和312，保護(hù)電阻 313，電子開(kāi)關(guān)314、317和電容316組成。當(dāng)電路需要在低中頻模式下工作時(shí)，外部產(chǎn)生的 控制信號(hào)控制電子開(kāi)關(guān)314閉合，317斷開(kāi)，此時(shí)前面混頻器下變頻得到的低中頻信號(hào)通過(guò) 電容316進(jìn)入后面的基本的VGA電路，而電阻分壓的輸出電壓經(jīng)限流電阻為低中頻模式配 置合適的直流偏置工作點(diǎn)。當(dāng)電路轉(zhuǎn)換到零中頻模式工作時(shí)，該切換控制電路的開(kāi)關(guān)317 閉合，314斷開(kāi)，則信號(hào)直接進(jìn)入VGA電路完成增益放大。由此可以通過(guò)控制信號(hào)對(duì)模式切 換控制電路的控制作用實(shí)現(xiàn)電路的可配置。圖4給出本發(fā)明的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯牧?中頻/低中頻直流失調(diào)消除反饋模式切換控制電路的原理圖，這是反饋模式控制電路。當(dāng) 電路工作在零中頻模式時(shí)，該反饋模式切換控制電路使兩個(gè)通路的開(kāi)關(guān)471、472均閉合， 形成反饋通路，此時(shí)直流失調(diào)消除電路正常工作，消除電路中的直流失調(diào)成分；當(dāng)電路工作 在低中頻模式時(shí)，該控制電路使兩個(gè)差分信號(hào)反饋通路中的開(kāi)關(guān)都斷開(kāi)，則反饋通路被切 斷，即直流失調(diào)消除電路處于關(guān)斷模式。該控制電路與圖4中的輸入模式切換控制電路互 相配合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)可變?cè)鲆娣糯笃麟娐返目膳渲谩４笞柚惦娮?62和463采用亞閾值工藝 實(shí)現(xiàn)，較大容量電容464和465，可用M0S管實(shí)現(xiàn)。圖5給出本發(fā)明實(shí)施例的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯?器的零中頻工作模式電路構(gòu)成框圖。參見(jiàn)圖5，可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯牧阒蓄l工作模式 電路51由級(jí)聯(lián)直接耦合的可變?cè)鲆娣糯笃?11、512、513，增益控制電路52和直流失調(diào)消 除電路53構(gòu)成，上一級(jí)可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)直接作為下一級(jí)可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮?入信號(hào)進(jìn)入下一級(jí)電路，增益控制電路52輸出端分別接到可變?cè)鲆娣糯笃?11、512、513的 控制端，最后一級(jí)可變?cè)鲆娣糯笃?13的輸出信號(hào)，經(jīng)直流失調(diào)消除電路53反饋到第一級(jí) 可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮斎攵?。為了消除前?jí)帶來(lái)的直流失調(diào)成分，零中頻模式下需要配置直 流。此時(shí)，通過(guò)零中頻/低中頻直流失調(diào)消除控制電路的控制使直流失調(diào)消除電路正常工 作，即電路可正常工作于零中頻模式。圖6給出本發(fā)明的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯牡?中頻工作模式的電路構(gòu)成框圖。它由級(jí)聯(lián)的三級(jí)VGA6111、6121、6131以及增益控制電路62 組成。每一級(jí)用電阻分壓的形式，設(shè)置合適的工作點(diǎn)，而級(jí)聯(lián)采用阻容耦合的連接方式。由 于低中頻結(jié)構(gòu)不需要直流失調(diào)消除電路，所以通過(guò)零中頻/低中頻直流失調(diào)切換控制電路 的作用，使直流失調(diào)消除電路不工作，此時(shí)電路即工作在低中頻模式下。圖7給出本發(fā)明實(shí)施例的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯?器的整體結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示出的整體結(jié)構(gòu)由三級(jí)電路級(jí)聯(lián)的形式結(jié)構(gòu)的ZIF/LIF可配置 的可變?cè)鲆娣糯笃髂K單元71、72、73，增益控制電路74，零中頻/低中頻直流失調(diào)消除控 制電路75和直流失調(diào)消除電路76組成。每一級(jí)ZIF/LIF可配置的可變?cè)鲆娣糯笃髂K單 元都有ZIF/LIF模式切換的控制電路，用來(lái)控制工作模式為零中頻或低中頻。整個(gè)模塊的 控制電路可以控制電路的增益。零中頻/低中頻直流失調(diào)控制電路可以控制直流失調(diào)消除 電路的工作狀態(tài)，同時(shí)配合每一級(jí)的模式選擇控制電路的作用，從而使電路可以正常工作 在需要的模式下。將若干個(gè)圖2所示的零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯?器單元連接起來(lái)，使增益控制電路控制每一級(jí)的增益大小，并且將信號(hào)輸出端通過(guò)直流失
9調(diào)消除電路和零中頻/低中頻直流失調(diào)消除控制電路構(gòu)成的反饋環(huán)路與信號(hào)輸入端相連 接，共同構(gòu)成了本發(fā)明的零中頻/低中頻的可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?。前?jí)的輸出信號(hào)首 先通過(guò)第一級(jí)的模式切換控制電路進(jìn)行選擇，然后進(jìn)行放大，最后通過(guò)最后一級(jí)輸出。而輸 出端的直流失調(diào)消除電路在零中頻模式下工作，可以將輸出信號(hào)的直流失調(diào)成分反饋到輸 入端相減，消除直流失調(diào)成分，提高電路和系統(tǒng)性能。 上述的實(shí)施例僅是示例型描述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。本技術(shù)可以適用于其 它類型的設(shè)備。本發(fā)明的說(shuō)明書僅是說(shuō)明性的描述，它并不限制權(quán)利要求的范圍。對(duì)于本 技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員雖然可以有各種替換、改進(jìn)和變化，但權(quán)利要求書中裝置加功能的描述 旨在涵蓋實(shí)現(xiàn)所述功能的結(jié)構(gòu)，其不僅是結(jié)構(gòu)同等，也包括同等的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于它包括VGA電路和零中頻/低中頻模式切換控制電路，零中頻/低中頻模式切換控制電路與VGA電路通過(guò)信號(hào)正向通路和信號(hào)反饋環(huán)路建立連接；所述的零中頻/低中頻模式切換控制電路包括零中頻模式切換控制和低中頻模式切換控制的電路，控制VGA電路工作模式在零中頻/低中頻兩個(gè)模式之間切換，使VGA電路受控工作于零中頻模式或低中頻模式；所述的零中頻/低中頻模式切換控制電路由輸入模式切換控制電路和直流失調(diào)消除反饋模式切換控制電路兩部分組成；輸入模式切換控制電路位于信號(hào)正向通路，輸入模式切換控制電路對(duì)應(yīng)于零中頻和低中頻有兩種工作模式零中頻模式的信號(hào)正向通路通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)電路把輸入信號(hào)與后面的VGA電路以直接耦合的方式相連接；低中頻模式的信號(hào)正向通路通過(guò)分壓電路和耦合電路把輸入信號(hào)與VGA電路以組合耦合的方式相連接，兩個(gè)電阻的分壓電路設(shè)置合適的直流工作點(diǎn)，電容則把信號(hào)輸入端和后面的VGA基本模塊以阻容耦合的方式相連接；直流失調(diào)消除切換反饋模式控制電路包括直流失調(diào)消除電路和零中頻/低中頻直流失調(diào)消除控制電路兩部分；位于信號(hào)反饋環(huán)路上的直流失調(diào)消除模式切換控制電路，它對(duì)應(yīng)于零中頻和低中頻也有兩種工作模式，能通過(guò)改變控制信號(hào)控制直流失調(diào)消除電路的工作狀態(tài)工作于相應(yīng)的模式零中頻模式下，零中頻/低中頻直流失調(diào)消除控制電路接通直流失調(diào)消除電路使其處于正常工作狀態(tài)，直流失調(diào)消除電路抑制直流失調(diào)成分；低中頻模式下，零中頻/低中頻直流失調(diào)消除控制電路使直流失調(diào)消除電路處于關(guān)斷狀態(tài)；通過(guò)零中頻/低中頻直流失調(diào)消除控制電路控制信號(hào)的切換，實(shí)現(xiàn)直流失調(diào)消除電路工作狀態(tài)的切換。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在?所述的可變?cè)鲆娣糯笃鳛榛镜腣GA電路，它與零中頻和低中頻模式切換控制電路以緊湊 連接結(jié)構(gòu)構(gòu)架為一個(gè)模塊；零中頻和低中頻模式切換控制電路的輸出端連接VGA電路輸入信號(hào)端，并為信號(hào)提供 相應(yīng)的耦合通路零中頻模式下的切換控制電路與低中頻模式下的切換控制電路的輸出端 相對(duì)于VGA電路輸入端呈對(duì)稱連接；零中頻模式下的切換控制電路輸出端連接VGA電路兩 個(gè)輸入端的一個(gè)，低中頻模式下的切換控制電路的輸出端連接VGA電路兩個(gè)輸入端的另一 個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利1或2要求所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特?在于所述的零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯幕綱GA單元電路為復(fù)用電路，為 零中頻的可變?cè)鲆娣糯笃髋c低中頻的可變?cè)鲆娣糯笃魉鶑?fù)用；零中頻/低中頻可配置的可 變?cè)鲆娣糯笃麟p模式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用芯片面積與兩個(gè)單模式可變?cè)鲆娣糯笃髂K相比節(jié)省 近一半。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鳎涮卣髟谟?所述的輸入模式切換控制電路是由帶限流電阻的電阻分壓器、二個(gè)電子開(kāi)關(guān)和一個(gè)電容器 組成的四端網(wǎng)絡(luò)；電阻分壓器二端分別接電源端和地端，限流電阻一端連接在兩個(gè)電阻分 壓端，另一端連接第一個(gè)電子開(kāi)關(guān)的一端；另一個(gè)電子開(kāi)關(guān)與電容并聯(lián)構(gòu)成二端網(wǎng)絡(luò)，其一 端連接信號(hào)輸入端，其另一端連接第一個(gè)電子開(kāi)關(guān)的另一端并為四端網(wǎng)絡(luò)的輸出端；電阻分壓器的分壓比取決于二個(gè)分壓電阻的比值，而和其絕對(duì)值無(wú)關(guān)，故能避免因失配和溫度 類工藝偏差的影響，有效提高可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鞯南到y(tǒng)性能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在?所述VGA電路由若干個(gè)放大單元電路以及增益控制電路和直流失調(diào)消除電路組成；若干個(gè) 放大單元電路為級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)形式連接；所述增益控制電路為一個(gè)電壓_電流轉(zhuǎn)換電路，可將控制電壓的變化轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電 流的變化，它有多控制輸出端，每個(gè)控制輸出端與相應(yīng)的幾個(gè)放大單元電路控制端相連接， 增益控制電路通過(guò)控制電壓的變化使放大單元電路增益線性變化并提高增益值；所述直流失調(diào)消除電路主要由一個(gè)反向差分放大器和直流失調(diào)成分檢測(cè)消除電路組 成，二個(gè)電子開(kāi)關(guān)和二個(gè)阻容濾波電路構(gòu)成零中頻/低中頻直流失調(diào)消除切換控制電路， 零中頻/低中頻模式切換控制開(kāi)關(guān)電路能有效控制直流失調(diào)消除電路的工作模式，消除零 中頻模式下的直流失調(diào)成分，提高電路和系統(tǒng)的性能。二個(gè)阻容濾波電路的大阻值電阻采用亞閾值工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)，較大容量電容由MOS管實(shí) 現(xiàn)，電子開(kāi)關(guān)可由外部進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃鳎涮卣?在于所述的若干個(gè)放大單元電路級(jí)聯(lián)為一個(gè)增益可控的VGA，每個(gè)放大單元電路都為全 差分結(jié)構(gòu)的可變?cè)鲆娣糯笃鳎鄠€(gè)放大單元以差分輸入和差分輸出級(jí)聯(lián)為一個(gè)增益可控的 VGA，增益控制電路通過(guò)多個(gè)控制端輸出控制電壓使每一級(jí)放大單元的增益以及整個(gè)VGA 電路的增益隨控制電壓變化而變化，能無(wú)失真的放大輸入的交流小信號(hào)，而且具有抗干擾 能力強(qiáng)，輸出電壓擺幅大和線性度好的效果。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，?特征在于所述若干個(gè)放大單元電路級(jí)聯(lián)為一個(gè)增益可控的VGA電路為可配置的VGA電路， 增益控制電路通過(guò)多個(gè)控制端輸出控制電壓控制每一級(jí)放大單元參與整個(gè)VGA電路的增 益控制，實(shí)現(xiàn)若干個(gè)放大單元電路級(jí)聯(lián)的合理配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特?在于所述的直流失調(diào)消除電路由反向差分放大器，直流失調(diào)成分檢測(cè)消除電路構(gòu)成；直 流失調(diào)消除電路能有效的消除前級(jí)的直流失調(diào)成分，抑制本模塊引入的直流失調(diào)成分，并 且防止使有用信號(hào)飽和，而提高系統(tǒng)的性能。
全文摘要
本發(fā)明屬于射頻通信技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)，包括基本VGA電路和模式切換控制電路。模式切換控制電路主要由兩部分組成，分別位于信號(hào)正向通路和反饋環(huán)路上，兩者互相配合實(shí)現(xiàn)模塊的可配置特性。在信號(hào)正向通路上的模式切換控制電路分別采用直接耦合與阻容耦合的方式實(shí)現(xiàn)零中頻和低中頻工作模式；在反饋環(huán)路上的模式切換控制電路是一個(gè)直流失調(diào)消除切換控制電路，控制直流失調(diào)消除電路的工作狀態(tài)。本發(fā)明的一種零中頻/低中頻可配置的可變?cè)鲆娣糯笃饕子跐M足小型化、高集成度的要求，尤其適合于需要多模式多頻段多標(biāo)準(zhǔn)工作的系統(tǒng)環(huán)境。
文檔編號(hào)H03G3/20GK101867350SQ200910097850
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者莫泰山, 鄭家杰, 馬成炎 申請(qǐng)人:杭州中科微電子有限公司