具有用于在自動增益控制回路中衰減放大器的至少一個輸入信號的單元的電子電路的制作方法
【專利摘要】電子電路（1）在自動增益控制回路中包括輸入放大器（2）、連接到放大器輸出以檢測輸出信號的幅度的AGC單元以及用于基于來自AGC單元的調(diào)節(jié)信號（VAGC）衰減放大器的輸入信號的單元（10）。衰減單元包括比較裝置，該裝置比較調(diào)節(jié)信號與參考信號（VREF）并且取決于放大器的輸入信號，作為在調(diào)節(jié)和參考信號之間的差異的函數(shù)向通過源極連接到共模電壓（VCM）的二極管連接PMOS復(fù)制晶體管（M2）提供衰減電流。復(fù)制晶體管控制限定連接到放大器輸入的分流電阻的PMOS分流晶體管（M1），其電阻值取決于流經(jīng)復(fù)制晶體管的衰減電流。
【專利說明】具有用于在自動增益控制回路中衰減放大器的至少一個輸入信號的單元的電子電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及設(shè)置有用于在自動增益控制回路中衰減輸入放大器的至少一個輸入信號的單元的電子電路。除了輸入放大器，電子電路還包含自動增益控制單元，作為所檢測的幅度電平的函數(shù)，該自動增益控制單元向衰減單元提供調(diào)節(jié)信號。衰減單元因而能夠基于相對于在輸入放大器的輸出處所檢測的幅度電平的調(diào)節(jié)信號衰減至少一個輸入信號的幅度。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，具有用于輸入放大器的自動增益控制回路的電子電路可以布置在數(shù)據(jù)或控制射頻信號接收器或任意其他類型的數(shù)據(jù)接收器或發(fā)射器中。當以預(yù)定載波頻率接收數(shù)據(jù)信號時，這些信號被天線拾取并且在常規(guī)整形階段中整形。整形的信號被提供到電子電路的輸入放大器。
[0003]正常地，輸入放大器輸出可以連接到混合器單元或有時直接連接到解調(diào)制單元或模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器?；旌掀鲉卧梢越柚趤碜员镜卣袷幤鞯闹辽僖粋€震蕩信號轉(zhuǎn)換通過天線拾取且通過輸入放大器放大的信號的頻率。在混合器單元輸出處提供的中間信號或多個中間信號因而可以被轉(zhuǎn)換到低頻，且甚至在解調(diào)制器中的數(shù)據(jù)或控制信號解調(diào)制操作之前直接轉(zhuǎn)換到基帶。為了能夠適當?shù)貜闹虚g信號解調(diào)制數(shù)據(jù)，在電子電路的自動增益控制回路中，必須調(diào)節(jié)由輸入放大器放大的信號的幅度。幅度調(diào)節(jié)還考慮這一事實:輸入放大器必須能夠以線性操作模式操作。
[0004]應(yīng)用于輸入放大器的信號的幅度可能太大，這在輸入信號中產(chǎn)生明顯的變化余量。在這些條件中，輸入放大器(可以是VGA或LNA放大器)可以變成非線性的,對于能夠適當操作的電子電路而言，這是不希望的。因而，可變分流電阻可以布置在輸入放大器的輸入處以容易地衰減輸入信號的幅度。這使得放大器能夠以線性方式操作?？勺冸娮璧碾娮柚悼梢栽陔娮与娐返淖詣釉鲆婵刂苹芈分锌刂疲@取決于與所需參考幅度值相比在輸入放大器輸出處的幅度電平。
[0005]圖1示出設(shè)置有衰減輸入放大器2的至少一個輸入信號Vin的裝置的常規(guī)電子電路I。在現(xiàn)有技術(shù)的該示例中，示出用于通過串聯(lián)電阻Rs向輸入放大器2提供至少一個輸入信號Vin的正弦電壓\。然而，十分清楚地知道:輸入信號或多個輸入信號優(yōu)選地源于由未示出的天線拾取的信號。
[0006]在自動增益控制回路中，輸入放大器2 (可以是VGA放大器)的增益可以以兩種方式調(diào)節(jié)。放大器2的增益因而通過改變VGA放大器2的實際增益并且還通過調(diào)節(jié)可變輸入電阻Rin來調(diào)節(jié)，該可變輸入電阻例如可以由一個或并聯(lián)布置的若干CMOS晶體管形成。減小輸入電阻的電阻值也減小輸入信號的幅度且因而減小輸入放大器增益的幅度。在使用且未示出CMOS晶體管的情況中，漏極和源極端子連接到輸入放大器2的輸入和接地端子。每個晶體管的柵極通過自動增益控制回路中的調(diào)節(jié)信號控制。[0007]自動增益控制回路因而由輸入放大器2、峰值檢測器3、放大器-比較器4或跨導(dǎo)放大器、第一驅(qū)動部件6和第二驅(qū)動部件7形成。輸入放大器的輸出信號Votjt (交流信號)一般取決于進入信號的載波頻率。輸出信號被提供到常規(guī)峰值檢測器3以在輸出提供整流信號VP，該整流信號可以是連續(xù)的且代表由輸入放大器2放大的輸入信號Vin的幅度。整流信號Vp可以存儲在峰值檢測器3的電容器Cp中。
[0008]放大器-比較器4連接到峰值檢測器以接收整流信號VP。該放大器-比較器4布置為確定代表由輸入放大器2放大的信號Vtot的幅度的整流信號Vp和代表限定的幅度閾值的參考信號\之間的誤差。整流信號和參考信號一般是提供到放大器-比較器4的輸入的整流電壓Vp和參考電壓\。整流電壓Vp被提供到放大器-比較器4的正輸入，而參考電壓\被提供到放大器-比較器4的負輸入。
[0009]根據(jù)兩個比較電壓之間的確定的誤差，通過放大器-比較器4提供調(diào)節(jié)電流或電壓VAec形式的調(diào)節(jié)信號。如果放大器比較器輸出信號是電流形式，則還在放大器比較器4的輸出布置集成電容器CINT。調(diào)節(jié)信號VAe。被提供到第一驅(qū)動部件6以立即調(diào)節(jié)輸入放大器2的增益且被提供到第二驅(qū)動部件7以調(diào)節(jié)分流電阻Rin。
[0010]輸入放大器2的增益以兩種不同方式調(diào)節(jié)為穩(wěn)定操作值，直到在整流電壓Vp和參考電壓Vk之間的差異變得接近零。然而，將所述分流電阻Rin調(diào)節(jié)為適當衰減值在圖1中示出的配置中相對難以實現(xiàn)，這是缺點。
[0011]這種類型的現(xiàn)有技術(shù)電子電路I的第二實施例在圖2中示出，其是上面參考圖1描述的實施例的類似設(shè)計。在這種情況中，輸入放大器2 (可以是VGA放大器)具有兩個輸入。兩個輸入被布置為接收第一輸入信號VIN+和與第一輸入信號VIN+具有180°相移的第二輸入信號VIN_。這些輸入信號一般源于有天線拾取并且在常規(guī)整形階段中整形的信號。
[0012]自動控制回路還包括輸入放大器2、自動增益控制單元5，如參考圖1所解釋的，該自動增益控制單元5可以由峰值檢測器和放大器-比較器形成。AGC單元向第一驅(qū)動部件6提供調(diào)節(jié)信號VAe。以立即調(diào)節(jié)輸入放大器2的增益且向第二驅(qū)動部件7提供調(diào)節(jié)信號VAe。以調(diào)節(jié)分流電阻Rin。在該示例中，該分流電阻Rin是至少一個MOS晶體管，例如PMOS晶體管，其漏極連接到第一輸入VIN+，且其源極連接到第二輸入VIN_，且其柵極通過第二驅(qū)動部件7控制。一般地，難以平滑地調(diào)節(jié)分流電阻Rin，這可能構(gòu)成輸入放大器的這種類型的輸入衰減的缺點。如果源極電阻是民，則信號必須衰減rin/(rin+rs)的因子。
[0013]最后，這種類型的現(xiàn)有技術(shù)電子電路I的第三實施例在圖3中示出，具有等價于作為各個參考電壓電平的函數(shù)的數(shù)字命令的可變輸入電阻的調(diào)節(jié)。電子電路I包括自動增益控制回路，其原理類似于參考圖1和圖2描述的自動增益控制回路。如參考圖1所解釋的，該自動控制回路還包括具有兩個輸入Vin+和VIN_的輸入放大器2和可以由峰值檢測器和放大器-比較器形成的自動增益控制單元5。AGC單元提供調(diào)節(jié)電壓VAec，該電壓在若干遲滯比較器11、12、13中與若干參考電平Vkef1、Vkef2...Vkefn比較。每個均通過PMOS晶體管形成的若干并行分流電阻器RIN1、Rin2...Rinn經(jīng)由其漏極和源極連接到兩個輸入Vin+和VIN_。這些分流電阻每一個均通過相應(yīng)比較器控制。
[0014]數(shù)字命令因而可以作為N個參考電壓電平Vkef1、Vkef2...Vkefn的函數(shù)應(yīng)用以作為電壓Vmc的電平的函數(shù)控制N個電阻器的傳導(dǎo)和非傳導(dǎo)。因而，通過并聯(lián)地布置分流電阻器實現(xiàn)的輸入阻抗在極廣的范圍上衰減輸入放大器2的輸入信號。與使用單個比較器和單個PMOS晶體管作為分流電阻相比，這允許放大器增益的更精細調(diào)節(jié)。然而，在不同電壓電平實施輸入信號衰減以及輸入放大器增益的調(diào)節(jié)，這使得需要執(zhí)行復(fù)雜的調(diào)節(jié)。此外，比較器的這種布置可能不適用于所有所需調(diào)節(jié)條件，這是缺點。
[0015]美國專利申請N0.2009/0201091 Al描述了具有衰減器的控制器電路。這種衰減器連接到極化電路。衰減器包括源極連接到地且漏極連接到衰減器的電阻路徑的節(jié)點的分流FET晶體管。分流晶體管的柵極連接到極化電路的FET晶體管的柵極和漏極，其源極連接到地。極化電路的分流晶體管和衰減器的分流電阻器的布置形成電流鏡。然而，不提供用于在自動增益控制回路中提供放大器的輸入信號中的平滑衰減的任何東西。
[0016]美國專利N0.4，839，611描述了在放大器的輸入中具有衰減器的電子電路。衰減器通過自動增益控制單元控制，該控制單元連接在放大器輸出和衰減器的控制輸入之間。自動增益控制單元根據(jù)放大器的輸出電壓向衰減器提供控制電壓以成比例地調(diào)節(jié)放大器的輸入電壓。衰減器主要是無源衰減器，隨著放大器的輸入信號的路徑上的電阻元件連續(xù)變化。然而，不提供作為放大器輸出電平和參考信號之間的比較的函數(shù)、用于在自動增益控制回路中提供放大器的輸入信號中的平滑衰減的任何東西。
[0017]WO專利申請N0.2011/080536 Al描述了晶體管的布置，所述晶體管可以通過控制電壓控制以便調(diào)節(jié)輸入電阻、例如放大器的輸入電阻的電阻值。然而，對于關(guān)于作為放大器輸出電平的函數(shù)向放大器輸入提供平滑衰減的方式未進行描述。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此本發(fā)明的目的是通過提供設(shè)置有用于衰減輸入放大器的至少一個輸入信號的單元的電子電路克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，其平滑地衰減輸入信號或多個輸入信號，且在增加電子電路的可靠性的同時容易實施。
[0019]因此本發(fā)明涉及設(shè)置有用于衰減輸入放大器的至少一個輸入信號的單元的電子電路，其包括獨立權(quán)利要求1中提及的特征。
[0020]設(shè)置有用于衰減輸入放大器的至少一個輸入信號的單元的電子電路的指定實施例在從屬權(quán)利要求2至12中定義。
[0021]設(shè)置有用于衰減輸入放大器的至少一個輸入信號的單元的電子電路的一個優(yōu)點在于這一事實:實施輸入信號或多個輸入信號的衰減，在輸入信號的期望幅度值附近具有平滑的過渡。為實現(xiàn)這點，衰減單元包含比較電流或電壓的裝置。作為調(diào)節(jié)電流和參考電流之間或調(diào)節(jié)電壓和參考電壓之間的差異的函數(shù)，電流或電壓比較裝置向復(fù)制晶體管提供衰減電流。調(diào)節(jié)電流或調(diào)節(jié)電壓通過自動增益控制單元基于輸入放大器的輸出信號的檢測幅度電平提供。復(fù)制晶體管與形成連接到輸入放大器的一個或兩個輸入的分流電阻的分流晶體管并聯(lián)地布置。輸入信號或多個輸入信號的幅度因而通過連接到分流電阻器的復(fù)制晶體管的布置以動態(tài)的方式連續(xù)地衰減。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]基于【專利附圖】

【附圖說明】的非限制性實施例，設(shè)置有用于衰減輸入放大器的至少一個輸入信號的單元的電子電路的目的、優(yōu)勢和特征將在下面的描述中更清晰地顯現(xiàn)，附圖中:
[0023]參考上文，圖1示出電子電路的第一實施例，該電子電路具有在現(xiàn)有技術(shù)自動增益控制回路中衰減輸入放大器的至少一個輸入信號的裝置，
[0024]參考上文，圖2示出電子電路的第二實施例，該電子電路具有在現(xiàn)有技術(shù)自動增益控制回路中衰減輸入放大器的輸入信號的裝置，
[0025]參考上文，圖3示出電子電路的第三實施例，該電子電路具有在現(xiàn)有技術(shù)自動增益控制回路中衰減輸入放大器的輸入信號的裝置，
[0026]圖4示出電子電路的一個實施例，該電子電路設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明用于在自動增益控制回路中衰減輸入放大器的至少一個輸入信號的單元，
[0027]圖5示出用于衰減至少一個輸入信號的分流電阻的電阻值相對于由根據(jù)本發(fā)明的電子電路的自動增益控制單元提供的調(diào)節(jié)信號的圖表，以及
[0028]圖6示出用于衰減至少一個輸入信號的分流電阻的電阻值相對于由根據(jù)本發(fā)明的電子電路的自動增益控制單元提供的調(diào)節(jié)信號的圖表，其中考慮衰減單元中的遲滯。
【具體實施方式】
[0029]在下面的描述中，將以簡化的方式僅描述本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員已知的設(shè)置有用于在自動增益控制回路中衰減輸入放大器的至少一個輸入信號的單元的電子電路的所有電子部件。
[0030]圖4示出電子電路I的實施例，該電子電路I尤其設(shè)置有用于輸入放大器2的輸入信號VIN+和VIN_的衰減單元10?？梢员舜讼鄬ο嘁?80°的該兩組頻率的輸入信號被提供到輸入放大器2的兩個 輸入，所述輸入放大器2可以是VGA或LNA放大器。這兩個信號V?.和Vin-可以源于由天線拾取并且在輸入放大器之前在整形階段中整形的信號。然而，輸入放大器2也可以僅接收單個輸入信號，具有布置為衰減該單個輸入信號的幅度的衰減單元10。
[0031]除了輸入放大器2，在自動增益控制回路中，電子電路I還包括圖4中未示出的自動增益控制單元。該自動增益控制單元直接連接到輸入放大器2的輸出且能夠確定輸入放大器2的輸出信號Vtot的幅度?；跈z測的幅度，信號VAe。被提供到輸入信號衰減單元10，但是在指定實施例中，它也可以被提供到輸入放大器。輸入放大器2的增益因而可常規(guī)地通過輸入放大器中的中間增益調(diào)節(jié)來調(diào)節(jié)，且根據(jù)本發(fā)明也可以通過用于至少一個輸入信號的衰減單元10進行調(diào)節(jié)。
[0032]峰值檢測器可以用在自動增益控制單元中以檢測輸入放大器2的輸出信號Vtot的幅度電平。AGC單元也可以包括用于比較來自峰值檢測器的整流信號和作為所需輸出信號幅度的函數(shù)的參考信號的放大器-比較器。這允許AGC單元提供用于衰減單元10的調(diào)節(jié)
信號Vak;。
[0033]調(diào)節(jié)信號Vacx可以是調(diào)節(jié)電壓VA(X，或在下面同樣解釋的未示出的實施例中可以是調(diào)節(jié)電流。調(diào)節(jié)電壓VAe。的電平直接取決于輸入放大器2的輸出信號的幅度電平￥_。如果輸出信號Vtot的幅度高于預(yù)定參考閾值，則調(diào)節(jié)電壓的影響是命令衰減單元10更大或更小程度地衰減輸入放大器2的輸入信號或信號Vin+和VIN_的幅度。然而,在輸出信號Vtot的幅度低于預(yù)定參考閾值的相反情況中，如下面所解釋的，執(zhí)行僅稍微的衰減或不執(zhí)行衰減。在這種情況中，僅高值分流電阻保留在衰減單元10的輸出處,該衰減單元10連接輸入放大器2的兩個輸入或電壓源端子(未示出)的一個輸入和一個端子。[0034]如圖4所示，衰減單元10包括用于比較參考信號Vkef和調(diào)節(jié)信號Vacx的比較裝置。比較裝置的輸出控制衰減電流。衰減電流的強度設(shè)置在最小值(可以是0A)和最大值(可以通過諸如是經(jīng)由極化電流源Ip預(yù)設(shè)的參考電流Ikef的第一電流確定)之間。
[0035]衰減電流布置為提供到復(fù)制晶體管M2，其被二極管連接且具有第一類型導(dǎo)電性，且經(jīng)由控制電極控制具有第一類型導(dǎo)電性的分流晶體管Ml。該分流晶體管Ml的電流電極分別連接到至少一個輸入和電壓源的一個端子，且優(yōu)選地連接到輸入放大器2的兩個輸入。取決于流經(jīng)復(fù)制晶體管M2的電流值，由晶體管Ml設(shè)定的分流電阻Rin在最小電阻值和最大電阻值之間變化。
[0036]一般地,最小電流值代表這一事實:在自動增益控制單元中,輸入放大器2的輸出信號Vott的幅度低于預(yù)定參考閾值。在這些條件中，衰減單元10布置為不操作分流晶體管Ml,使得分流電阻處于最大值Rmaxij相反,最大電流值代表這一事實:輸入放大器2的輸出信號Vot的幅度在理論上遠低于預(yù)定參考閾值。在這些條件中，衰減單元10布置為操作分流晶體管M1，使得分流電阻處于最小值Rmin。
[0037]當然，由于通過復(fù)制晶體管M2的平滑電流變化，分流電阻Rin的電阻值的動態(tài)調(diào)節(jié)可以平滑地實施。該晶體管M2的電流電極中的一個(漏極或集電極電極)連接到控制電極(柵電極或基極電極)。晶體管M2的另一個電流電極(源極或發(fā)射極電極)經(jīng)由電壓緩沖單元20連接到共模電壓Vqi,該共模電壓也是交流輸入信號或交流輸入信號Vin+和VIN_的共模電壓。該共模電壓Vcm是輸入信號或多個輸入信號的平均電壓DC。因此,兩個晶體管Ml和M2 (相同尺寸的兩個晶體管)可以形成電流鏡，該電流鏡具有控制分流晶體管Ml的復(fù)制晶體管M2。
[0038]應(yīng)當注意，假設(shè)復(fù)制晶體管非常類似于分流晶體管M1，則應(yīng)用于復(fù)制晶體管M2的源極或發(fā)射極的電壓Vqi是重要的。一般地，共模電壓Vqi可以等于電壓源的高壓VDD。因而，非常容易直接連接復(fù)制晶體管M2的源極到高壓VDD，這允許移除電壓緩沖單元20。
[0039]優(yōu)選地，在該實施例中，兩個晶體管Ml和M2是PMOS晶體管，其中復(fù)制晶體管M2的源極連接到電壓緩沖單元20且分流晶體管Ml的源極連接到輸入放大器2的第一輸入。分流晶體管Ml的漏極連接到電壓源的端子中的一個以用于使用單個輸入的輸入放大器，或連接到輸入放大器2的第二輸入。
[0040]現(xiàn)在將詳細描述比較參考信號Vkef和衰減單元10的調(diào)節(jié)信號\GC的裝置。優(yōu)選地，在該實施例中，比較裝置將參考電壓Vkef與由自動增益控制單元提供的調(diào)節(jié)電壓VAec進行比較。參考電壓Vkef可以設(shè)置在靠近涉及自動增益控制單元的幅度參考閾值的值的值處。調(diào)節(jié)電壓越低，即低于參考電壓Vkef，輸入放大器2的輸出信號Vtot的幅度將越低。然而，當調(diào)節(jié)電壓\GC等于或高于參考電壓Vkef時，輸入放大器2的輸出信號Votjt的幅度太大。輸出信號Vtot的這種幅度在理論上必須通過調(diào)節(jié)輸入放大器2的輸入處的分流電阻Rin衰減。
[0041]如圖4所示，比較裝置包括一對和晶體管Ml和M2 —樣具有第一類型導(dǎo)電性的輸入晶體管M7和M8。輸入晶體管M7和M8的源極或發(fā)射極連接到極化電流源IP，該極化電流源Ip連接到電壓源的第一端子，該第一端子可以是高電勢端子VDD。第一輸入晶體管M7的柵極或基極布置為接收參考電壓Vkef，而第二輸入晶體管M8的柵極或基極布置為接收調(diào)節(jié)電壓\叱。優(yōu)選地，在該實施例中，這些輸入晶體管M7和M8是相同尺寸的PMOS晶體管。[0042]第一 PMOS晶體管M7的漏極連接到具有電流鏡的第二類型導(dǎo)電性的第一二極管連接晶體管M5，優(yōu)選地是NMOS晶體管。該二極管連接的晶體管M5的源極連接到電壓源的第二端子，該第二端子可以是低電勢端子Vss。電流鏡的第二 NMOS晶體管M4經(jīng)由其柵極連接到第一二極管連接的晶體管M5的柵極。第二 NMOS晶體管M4的源極連接到電壓源的低電勢端子Vss，而其漏極布置為抽取對應(yīng)于經(jīng)過第一二極管連接的晶體管M5的第一電流Ikef的電流。第二晶體管M4的漏極連接到第二 PMOS輸入晶體管M8的漏極，且還連接到具有第二類型導(dǎo)電性的比較裝置的輸出晶體管M3的源極或發(fā)射極。該輸出晶體管M3優(yōu)選地是NMOS晶體管。
[0043]輸出晶體管M3的柵極通過確定的極化電壓Vbni控制，而電流鏡的第一和第二晶體管M4和M5的柵極處于作為流經(jīng)二極管連接的晶體管M5的電流的函數(shù)確定的操作電壓VBN2。輸出晶體管M3的漏極連接到二極管連接的復(fù)制晶體管M2的柵極和漏極以基于調(diào)節(jié)電壓Vacx和參考電壓Vkef之間的比較向其提供來自比較裝置的衰減電流。
[0044]當輸入放大器2的輸出信號Vot處于低于自動增益控制單元中確定的參考閾值的電平時，提供到衰減單元10的調(diào)節(jié)電壓\GC也低于參考電壓vKEF。極化電流Ip主要流經(jīng)第二輸入晶體管M8以產(chǎn)生第二電流，該第二電流是調(diào)節(jié)電流IA(X。通過第一輸入晶體管M7的第一電流(參考電流Ikef)因而等于電流(Ip-1mc)。該第二調(diào)節(jié)電流Iagc被提供到電流鏡的第二晶體管M4的漏極。
[0045]因為在這種情況中，第二電流IA(X大于第一電流Ikef，所得電流小于0A。因此，無衰減電流流經(jīng)輸出晶體管M3和復(fù)制晶體管M2。晶體管M3因而用作緩沖晶體管，以執(zhí)行在第一電流Ikef和第二電 流IA(X之間的減法。由分流晶體管Ml限定的電阻Rin因而處于最大電阻值!W。
[0046]對于提供到衰減單元10的等于參考電壓Vkef的調(diào)節(jié)電壓VAec，極化電流Ip在每個輸入晶體管M7和M8中基本相等地分布。第一電流(參考電流Ikef)基本等于第二電流(調(diào)節(jié)電流IAec)。所得的通過輸出晶體管M3的衰減電流接近0A，這不影響由分流晶體管Ml限定的電阻Rin的電阻值。然而，從調(diào)節(jié)電壓Vmc高于參考電壓Vkef開始，極化電流Ip主要經(jīng)過第一輸入晶體管M7。因而，所得的通過輸出晶體管M3和復(fù)制晶體管M2的衰減電流高于0A，這因此將由分流晶體管Ml限定的分流電阻Rin減小到最小值Rmin。當調(diào)節(jié)電壓Vmc比參考電壓Vkef高50至IOOmV時，所得的衰減電流Ikef-1mc在最大值等于IP。
[0047]因此輸入放大器2的增益調(diào)節(jié)在輸出信號Vott的期望幅度附近平滑地實施，分流電阻Rin的在最大電阻值和最小電阻值之間的過渡也通過衰減單元10平滑地實施。圖5曲線b示出在本發(fā)明的衰減單元中，相對于參考電壓Vkef，針對調(diào)節(jié)電壓VAe。，在最大電阻值R1AX和最小電阻值Rmin之間或相反之間的這種過渡。
[0048]對照地，圖5還示出使用現(xiàn)有技術(shù)單個比較器相對于如圖3所示的分流電阻Rin的數(shù)字受控調(diào)節(jié)的曲線。在該曲線中，在電阻值Rmax和最小電阻值Rmin之間或相反之間的過渡相對突然地執(zhí)行。這不允許輸入放大器的輸入信號被平滑地衰減且不存在作為輸入放大器的輸出信號Votit幅度電平的函數(shù)實施的動態(tài)調(diào)節(jié)。
[0049]為了能夠相對于噪聲增加電路的電阻性，可以提供用于比較裝置的另一遲滯路徑。為實現(xiàn)這點，具有第一類型導(dǎo)電性的遲滯晶體管M6并聯(lián)到復(fù)制晶體管M2。該遲滯晶體管M6優(yōu)選地是PMOS晶體管，其源極連接到復(fù)制晶體管M2的源極以用于通過電壓緩沖單元20連接到共模電壓VCM。遲滯晶體管M6的柵極連接到復(fù)制晶體管M2的柵極和漏極，而遲滯晶體管M6的漏極連接到電流鏡的第一二極管連接晶體管M5的柵極和漏極。由分流晶體管Ml、復(fù)制晶體管M2和遲滯晶體管M6形成的組件也形成電流鏡，其中每個晶體管中的電流可以通過二極管連接復(fù)制晶體管M2控制。
[0050]在調(diào)節(jié)電壓Vacx等于參考電壓Vkef的時刻，第一電流等于第二電流，這意味著輸出晶體管M3仍未向二極管連接復(fù)制晶體管M2提供任意衰減電流。在遲滯晶體管M6中鏡像的電流因而也等于0A。當調(diào)節(jié)電壓Vmc變得高于參考電壓Vkef時，第一電流Ikef變得大于第二電流IAec。輸出晶體管M3提供對應(yīng)于Ikef-1acx的衰減電流，仍不考慮遲滯晶體管M6。該衰減電流在遲滯晶體管M6中被鏡像。因而，第一二極管連接晶體管M5從晶體管M6接收第一電流Ikef和遲滯電流Ihyst。在這種情況中衰減電流變成(IKEF+Ihyst)-1A(；C。為了使得電流等于0A，這意味著對應(yīng)于參考電壓Vkef的調(diào)節(jié)電壓Vmc必須被應(yīng)用，相加到電壓擺動Λ V。遲滯效果因而簡單地通過連接用于分流電阻Rin的動態(tài)電阻變化的PMOS遲滯晶體管Μ6以適應(yīng)輸入放大器增益來獲得。
[0051]遲滯路徑的效果可以在圖6中看到，圖6示出相對于調(diào)節(jié)電壓中的變化的分流電阻的電阻值的曲線。當調(diào)節(jié)電壓Vacx從衰減電流等于OA的初始值增加時，分流電阻的電阻值在圖6最右邊的曲線上從最大值Rmax變化到最小值Rin。然而，當調(diào)節(jié)電壓VAe。隨著衰減電阻的電阻值從最小值Rmin到最大值Rmax而減小時，電阻變化遵循最左邊的曲線。這是由于被相加到電流鏡的第一二極管連接晶體管中的第一電流的遲滯電流中的變化。
[0052]通過圖4中示出的實施例的非限制性示例，電子電路I的電源電壓可以設(shè)置在
1.2V和3.6V之間且當然取決于半導(dǎo)體工藝。該技術(shù)可以是雙極工藝且優(yōu)選地例如是CMOS工藝。取決于使用的工藝，電源電壓甚至可以具有約0.8V的值。根據(jù)建立的極化電流IP，正常地第一電流和第二電流可以變化到高達約IOOnA的最大值，但是取決于使用的工藝可以具有高達I μ A值的變化。參考電壓Vkef可以設(shè)置在0.7V，而調(diào)節(jié)電壓\GC可以在0.7V附近變化。輸出晶體管M3的柵極電壓Vbni可以設(shè)置在0.9V，而電流鏡的柵極電壓接近0.7V。由分流晶體管Ml限定的分流電阻的最小電阻值Rmin可以約為100K歐姆，而當分流晶體管Ml不導(dǎo)電時，分流電阻的最大電阻值Rmax可以約為I至10歐姆。共模電壓Vcm例如可以約為 1.2V。
[0053]根據(jù)電子電路的變型實施例，可以通過衰減單元10的比較裝置實施電流比較。對于這種電流比較，可以再次使用參考圖4描述的結(jié)構(gòu)。然而，不再使用極化電流源Ip以及第一和第二輸入晶體管M7和M8。僅保留一個參考電流源Ikef，其向電流鏡的第一二極管連接晶體管M5提供連續(xù)固定參考電流IKEF。對于這種電流比較，自動控制單元布置為提供調(diào)節(jié)電流IA(X，該調(diào)節(jié)電流相對于輸入放大器2的輸出信號Votit的幅度相反地變化。這意味著輸出信號Votit的幅度越大，則電流IAe。將越弱，且相反地,輸出信號Vtot的幅度越小，則電流IAe。將越強。因而，當輸出信號Vtot的幅度高于自動增益控制單元中的限定幅度參考閾值時，調(diào)節(jié)電流IAec必須小于參考電流IKEF。這意味著分流電阻Rin可以調(diào)節(jié)為低電阻值，從而相應(yīng)地減小輸入放大器增益。
[0054]如參考圖4所述，遲滯路徑也可以用于電流比較裝置。PMOS遲滯晶體管M6提供的遲滯電流被相加到二極管連接NMOS晶體管M5中的參考電流。調(diào)節(jié)電流Imc相對于分流電阻的電阻值的基本相等的變化曲線如上面圖6所述。[0055]還應(yīng)當注意，通過使用定義為具有第一類型導(dǎo)電性的NMOS晶體管代替每個PMOS晶體管，具有圖4中示出的衰減單元10的電子電路I可以使用相反的結(jié)構(gòu)制備。此外，使用定義為具有第二類型導(dǎo)電性的PMOS晶體管代替圖4的每個NMOS晶體管。然而，在該新實施例中，PMOS晶體管M4和M5形成的電流鏡連接到電壓源的高電勢端子VDD，而極化電流源Ip連接到電壓源的低電勢端子Vss。NMOS復(fù)制晶體管M2和NMOS遲滯晶體管M6的源極連接到共模電壓VCM。NMOS分流晶體管經(jīng)由其柵極連接到復(fù)制晶體管M2的柵極且連接到輸入放大器2的一個或兩個輸入。
[0056]重要的是，晶體管M1、M2和M6通過其源極連接到相同的共模電壓VCM，從而在另外兩個晶體管Ml和M6中適當?shù)貜?fù)制該復(fù)制晶體管M2的衰減電流。分流晶體管變化平滑地執(zhí)行以調(diào)節(jié)輸入放大器2的增益。在該實施例中，可以使得共模電壓接近0V，對于參考圖4描述的實施例的情況，這不是必須的。
[0057]當然，對于衰減單元(作為如上所述的衰減單元的反轉(zhuǎn))中的電流比較版本，圖4中示出的所有NMOS晶體管可以被PMOS晶體管代替。圖4的所有其他PMOS晶體管也可以被NMOS晶體管代替。如上面變型實施例中所解釋，必須實施到電壓源的端子的相同連接。
[0058]電子電路的衰減單元還可以通過具有如圖4所示的相同布置雙極晶體管形成。然而，對于具有復(fù)制晶體管M2的分流晶體管M2，更容易使用MOS晶體管來適當?shù)乜刂戚斎敕糯笃鞯妮斎胩幍姆至麟娮?，且控制電源電壓、溫度或制造電子電路的方法中的任意變化?br> [0059]對于已經(jīng)給出的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計設(shè)置有用于在自動增益控制回路中衰減輸入放大器的至少一個輸入信號的單元的電子電路的若干變型而不偏離權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍?？梢栽O(shè)想連接至少兩個衰減單元以衰減輸入放大器的一個或兩個輸入信號。衰減單元中的每一個布置有用于與相互稍微不同的調(diào)節(jié)信號進行比較的參考信號以調(diào)節(jié)總分流電阻。電阻可以在電流鏡中串聯(lián)相加以線性化衰減電流。LNA或VGA輸入放大器能夠放大天線拾取的FSK或PSK射頻信號。也可以存在在信號混合器之后布置的輸入放大器以放大轉(zhuǎn)換頻率的中間信號。
【權(quán)利要求】
1.電子電路(1)，在自動增益控制回路中，該電子電路包括輸入放大器(2)、連接到所述輸入放大器(2)的輸出以檢測所述輸入放大器的輸出信號(Votjt)的幅度電平的自動增益控制單元(5)以及用于基于由所述自動增益控制單元(5)提供的調(diào)節(jié)信號(VAec)衰減所述輸入放大器(2)的至少一個輸入信號(Vin)的單元(10)， 該電子電路的特征在于，所述衰減單元(10)包括用于比較所述調(diào)節(jié)信號(VAec)與參考信號(Vkef)并且用于向具有第一導(dǎo)電性類型的二極管連接復(fù)制晶體管(M2)提供衰減電流的比較裝置，該衰減電流的強度是在所述調(diào)節(jié)信號(Vacx)和所述參考信號(Vkef)之間的差異的函數(shù)，所述二極管連接復(fù)制晶體管(M2)取決于所述輸入放大器(2)的所述輸入信號(VIN)，通過源極或發(fā)射極連接到共模電壓(Vqi),所述二極管連接復(fù)制晶體管(M2)控制具有第一導(dǎo)電性類型的分流晶體管(M1)，所述分流晶體管(Ml)限定連接到所述輸入放大器(2)的輸入的分流電阻，其電阻值取決于流經(jīng)所述二極管連接復(fù)制晶體管(M2)的所述衰減電流的強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路(1)，其中所述輸入放大器(2)包括用于接收交流輸入信號(Vin)的輸入，其特征在于所述分流晶體管(Ml)是與所述復(fù)制晶體管(M2)相同的晶體管，所述分流晶體管(Ml)的源極或發(fā)射極連接到所述輸入放大器(2)的輸入并且所述分流晶體管(Ml)的漏極或集電極連接到電壓源的端子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路(1)，其中所述輸入放大器(2)包括用于在確定頻率處接收相對于彼此相移180°的兩個輸入信號(VIN+、VIN_)的兩個輸入，其特征在于所述分流晶體管(Ml)是與所述復(fù)制晶體管(M2)相同的晶體管，所述分流晶體管(Ml)的源極或發(fā)射極連接到所述輸入放大器(2)的第一輸入并且所述分流晶體管(Ml)的漏極或集電極連接到所述輸入放大器(2)的第二輸入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路(1)，其中所述比較裝置布置為比較以調(diào)節(jié)電壓(Vagc)形式的調(diào)節(jié)信號和以參考電壓(Vkef)形式的參考信號，其特征在于所述比較裝置包括一對具有第一類型導(dǎo)電性的輸入晶體管(M7，M8)，每個輸入晶體管經(jīng)由其源極或發(fā)射極連接到極化電流源(Ip),該極化電流`源(Ip)連接到電壓源的第一端子，所述第一輸入晶體管(M7)的柵極或基極接收所述參考電壓(VKEF)，而所述第二輸入晶體管(M8)的柵極或基極接收所述調(diào)節(jié)電壓(VAe。)，所述第一輸入晶體管(M7)的漏極或集電極連接到具有電流鏡的第二類型導(dǎo)電性的第一二極管連接晶體管(M5)，該電流鏡包括經(jīng)由其柵極或基極連接到所述第一二極管連接晶體管(M5)的柵極或基極的具有第二類型導(dǎo)電性的第二晶體管(M4)，所述電流鏡的所述第一和第二晶體管(M4，M5)的源極或發(fā)射極連接到所述電壓源的第二端子，且所述電流鏡的所述第二晶體管(M4)的漏極或集電極連接到所述第二輸入晶體管(M8)的漏極或集電極并且布置為向所述二極管連接復(fù)制晶體管(M2)提供所述衰減電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子電路(1)，其特征在于所述比較裝置包括具有第二類型導(dǎo)電性的輸出晶體管(M3)，該輸出晶體管(M3)布置在所述電流鏡的所述第二晶體管(M4)的漏極或集電極與所述二極管連接復(fù)制晶體管(M2)的柵極或基極和漏極或集電極之間，用于提供所述衰減電流的所述輸出晶體管(M3)的傳導(dǎo)通過所述輸出晶體管(M3)的柵極或基極兩端的極化電壓(Vbni)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路(1)，其中所述比較裝置布置為比較以調(diào)節(jié)電流(Iagc)形式的調(diào)節(jié)信號和以參考電流(Ikef)形式的參考信號，其特征在于所述比較裝置包括參考電流源，該參考電流源連接到電壓源的第一端子以向具有電流鏡的第二類型導(dǎo)電性的第一二極管連接晶體管(M5)提供參考電流(IKEF)，該電流鏡包括經(jīng)由其柵極或基極連接到所述第一二極管連接晶體管(M5)的柵極或基極的具有第二類型導(dǎo)電性的第二晶體管(M4)，所述電流鏡的所述第一和第二晶體管(M4，M5)的源極或發(fā)射極連接到所述電壓源的第二端子，并且所述電流鏡的所述第二晶體管(M4)的漏極或集電極布置為從所述自動增益控制單元接收調(diào)節(jié)電流(Iagc)^且取決于在所述參考電流和所述調(diào)節(jié)電流之間的差異向所述二極管連接復(fù)制晶體管(M2)提供所述衰減電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子電路(1)，其特征在于所述比較裝置包括具有第二類型導(dǎo)電性的輸出晶體管(M3)，該輸出晶體管(M3)布置在所述電流鏡的所述第二晶體管(M4)的漏極或集電極與所述二極管連接復(fù)制晶體管(M2)的柵極或基極和漏極或集電極之間，用于提供所述衰減電流的所述輸出晶體管(M3)的傳導(dǎo)通過所述輸出晶體管(M3)的柵極或基極兩端的極化電壓(Vbni)控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子電路(1)，其特征在于所述分流晶體管(Ml)、所述復(fù)制晶體管(M2)以及所述第一和第二輸入晶體管(M7，M8)是PMOS晶體管，所述電流鏡的所述第一和第二晶體管(M4、M5)以及所述輸出晶體管(M3)是NMOS晶體管，所述極化電流源(Ip)連接到所述電壓源的高電勢端子(VDD)，而所述電流鏡的所述第一和第二晶體管(M4，M5)連接到所述電壓源的低電勢端子(Vss)。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子電路(1)，其特征在于所述分流晶體管(Ml)、所述復(fù)制晶體管(M2 )以及所述第一和第二輸入晶體管(M7，M8 )是NMOS晶體管，所述電流鏡的所述第一和第二晶體管(M4、M5)以及所述輸出晶體管(M3)是PMOS晶體管，所述極化電流源(Ip)連接到所述電壓源的低電勢端子(Vss)，而所述電流鏡的所述第一和第二晶體管(M4，M5)連接到所述電壓源的高電勢端子(VDD)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路(1)，其特征在于所述共模電壓(Vai)經(jīng)由電壓緩沖單元(20)提供到所述二極管連接復(fù)制晶體管(M2)的源極或發(fā)射極。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子電路(1)，其特征在于所述比較裝置包括與所述二極管連接復(fù)制晶體管(M2)并聯(lián)連接的具有第一類型導(dǎo)電性的遲滯晶體管(M6)，所述遲滯晶體管(M6)的源極或發(fā)射極連接到所述復(fù)制晶體管(M2)的源極或發(fā)射極，而所述遲滯晶體管(M6)的柵極或基極連接到所述二極管連接復(fù)制晶體管(M2)的柵極或基極，且所述遲滯晶體管(M6)的漏極或集電極連接到所述電流鏡的所述第一二極管連接晶體管(M5)的柵極或基極和漏極或集電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子電路(11)，其特征在于所述遲滯晶體管(M6)是和所述復(fù)制晶體管(M2)和所述分流晶體管(Ml) —樣的PMOS或NMOS晶體管。
【文檔編號】H03G3/30GK103795363SQ201310511611
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】A·塔賈里 申請人:Em微電子-馬林有限公司