本發(fā)明的實施例涉及電子電路，并且更具體地電壓可變衰減器。

背景技術(shù)：

電壓可變衰減器(vva)可用于射頻(rf)應(yīng)用以提供信號的受控衰減量。衰減量或輸出信號功率電平與輸入信號功率電平的比例可以由模擬衰減控制信號進行調(diào)整，諸如衰減控制電壓。在某些實現(xiàn)方式中，經(jīng)過反饋環(huán)路設(shè)置衰減控制電壓。

在一種應(yīng)用中，vva用于收發(fā)器，以調(diào)整由功率放大器放大的rf信號的信號強度。因此，vva可用于控制收發(fā)器的傳輸功率。在另一應(yīng)用中，vva用于收發(fā)器以向低噪聲放大器(lna)的輸出提供衰減，以及vva的衰減通過反饋控制，以調(diào)節(jié)接收信號的功率電平。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一方面，射頻(rf)系統(tǒng)包括電壓可變衰減器(vva)。vva包括輸入端，輸出端，控制電路，第一并聯(lián)電路和第二并聯(lián)電路。該控制電路被配置為控制沿著在輸入端和輸出端之間的vva的信號路徑的衰減量，并產(chǎn)生第一控制電壓和相對于第一控制電壓反向改變的第一互補控制電壓。第一分路電路分路電連接至所述信號路徑，并且包括具有由第控制電壓偏置的柵極的至少一個n型場效應(yīng)晶體管(nfet)。第二分路電路分路電連接至所述信號路徑，并且包括具有由第一互補控制電壓偏置的柵極的至少一個p型場效應(yīng)晶體管(pfet)。

在另一方面，提供一種信號衰減的方法。該方法包括：沿著通過vva的信號路徑，傳播rf信號；利用分路電連接到信號路徑的第一分路電路，向rf信號提供第一衰減量，并利用分路電連接到信號路徑的第二分路電路，向rf信號提供第二衰減量。第一分路電路包括至少一個nfet，所述第二分路電路包括至少一個pfet。該方法還包括：使用控制電路，產(chǎn)生控制電壓，以及相關(guān)于控制電壓反向改變的互補控制電壓；使用控制電壓偏置所述至少一個nfet的柵極，和使用互補控制電壓偏置所述至少一個pfet的柵極。

在另一方面，提供一種vva。該vva包括控制電路，配置為控制所述vva的衰減量，并生成控制電壓和相關(guān)于控制電壓反向改變的互補控制電壓。vva進一步包括分路衰減電路，包括：第一分路電路，第一dc阻斷電容器，第二分路電路，和第二dc阻斷電容器。第一分路電路電連接在信號節(jié)點和第一直流電壓之間，并且包括具有由控制電壓偏置的柵極的至少一個nfet。第一dc阻斷電容器電連接在信號節(jié)點和第一內(nèi)部節(jié)點之間，和第二分路電路電連接在第一內(nèi)部節(jié)點和第二內(nèi)部節(jié)點之間。第二分路電路包括具有由互補控制電壓偏置的柵極的至少一個pfet，并且該第二dc阻斷電容器電連接在第二內(nèi)部節(jié)點和第一dc電壓之間。

附圖說明

這些附圖和本文的相關(guān)描述經(jīng)提供以示出本發(fā)明的具體實施例，并且不旨在限制。

圖1是包括高線性系統(tǒng)電壓可變衰減器(vva)的rf收發(fā)器的一個實施例的示意圖。

圖2a是根據(jù)一個實施例的vva的電路圖。

圖2b是根據(jù)另一實施例的vva的電路圖實施例。

圖3是根據(jù)一個實施例，用于高線性vva的分路衰減電路的電路圖。

圖4是根據(jù)一個實施例，用于高線性vva的分路衰減電路的電路圖。

圖5是對于vva的兩個示例，模擬三階互調(diào)(im3)對衰減控制電壓的曲線圖。

具體實施方式

實施例的下面詳細(xì)描述呈現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例的各種描述。然而，本發(fā)明可以多種不同方式體現(xiàn)，如由權(quán)利要求定義和覆蓋。在本描述中，參考附圖，其中相同的參考數(shù)字可以指示相同或功能類似的元件。

射頻(rf)系統(tǒng)可用于處理可變強度或功率電平的信號。rf系統(tǒng)可包括一個或多個電壓可變衰減器(vva)，以在傳輸和/或接收信號路徑中提供增益控制。

例如，在移動通信中，接收信號的功率電平可以取決于多種因素，諸如基站和移動設(shè)備之間的距離。因此，vva可用于基站和/或移動設(shè)備以提供增益控制，用于調(diào)節(jié)接收信號的功率電平。在另一示例中，基站和/或移動設(shè)備包括vva，用于控制發(fā)射信號的輸出功率。例如，vva可用于控制由功率放大器放大的rf信號的功率電平。通過控制變速器的功率電平，移動設(shè)備和基站之間的鏈路能有效地維持。

vva(也稱為被動可變衰減器)可用在rf系統(tǒng)中以減少rf信號的幅度或功率。理想情況下，vva具有高線性進行操作，使得vva提供具有相對低的信號失真的可控衰減。vva可以使用電路元件實施(例如，場效應(yīng)晶體管(fet))以提供可變電阻，其由一個或多個模擬衰減控制信號進行控制，諸如衰減控制電壓。對于vva理想地具有高線性，低失真和/或低插入損耗進行操作。

三階截取點(ip3)和三階互調(diào)(im3)是線性的措施，并經(jīng)常被用作相對于vva的優(yōu)點的圖。在給定的衰減設(shè)置，具有高線性度vva向小rf信號提供有關(guān)和大rf信號的相同衰減量。因此，理想地是vva的衰減相對于在rf信號的幅度或功率電平的變化基本上保持恒定。ip3和im3是vva的線性度的兩個示例措施。

例如，ip3是從衰減器輸出信號功率與衰減器輸入信號功率的圖中獲取的一階和三階線的對數(shù)軸的數(shù)學(xué)攔截點。在dbm具有大ip3的vva具有高線性度。響應(yīng)于雙音輸入信號，im3可通過觀察頻域中的vva的信號的輸出功率進行分析。此外，相對于失真產(chǎn)物所產(chǎn)生的三階音調(diào)的輸出功率，im3可對應(yīng)于在基本音調(diào)的輸出功率之間的差。在dbc中測量的im3可簡稱為im3，相對于攜帶者或簡單的dbc中的im3。在dbc具有大im3的vva具有高線性度。

vva可以包括具有串聯(lián)的多個場效應(yīng)晶體管(fet)的分路電路管，以及提供給fet的柵極的電壓控制可以確定fet的通態(tài)電阻(ron)和vva的相應(yīng)衰減。實施vva以包含多個串聯(lián)的fet可以通過在多個fet劃分輸入信號而線性改進，因此減少rf信號振幅對于由vva提供的衰減量的影響。盡管串聯(lián)連接多個fet可以提高vva的線性度，這種技術(shù)可不足以單獨滿足vva的線性度指標(biāo)。

本文提供用于高線性vva的裝置和方法。在某些配置中，vva包括多個分路臂或在信號節(jié)點和第一直流電壓(如接地)之間互相平行操作的電路。因此，分路臂相對于vva的一個信號路徑分路。多個分路臂包括一個或多個n型場效應(yīng)晶體管(nfet的)的第一分路臂和一個或多個p型場效應(yīng)晶體管(pfet中)的第二分路臂。在某些實現(xiàn)中，第一分路臂包括串聯(lián)電連接的兩個或多個nfet，以及第二分路臂包括串聯(lián)電連接的兩個或多個pfet。所述的nfet的柵極使用控制電壓進行控制，并且pfet柵極使用相對于控制電壓相反變化的互補控制電壓進行控制。

通過使用串聯(lián)級聯(lián)nfet的分路路徑和串聯(lián)級聯(lián)pfet的分路路徑，可以實現(xiàn)具有增強的線性度和高ip3的vva。例如，相對于使用單個分路臂的結(jié)構(gòu)，向nfet的柵極施加控制電壓和向pfet的柵極施加互補的控制電壓增加整體ip3線性。特別是，pfet和nfet可相對于由rf信號幅值的變化引起的非線性而表現(xiàn)出互補行為。因此，包括由控制電壓控制的nfet的第一分路臂以及由互補控制電壓控制的pfet的第二分路臂可以基本上抵消從rf信號振幅的變化所引起的非線性。

在某些實施方式中，vva包括控制電路，產(chǎn)生對于nfet的柵極具有電壓電平vc的控制電壓，并且產(chǎn)生對于pfet的柵極具有約v2-vc的電壓電平的互補控制電壓，其中v2是dc電壓，諸如功率高電源電壓。此外，控制電路接收模擬衰減控制信號，控制電路用它來生成控制電壓和互補電壓控制。模擬衰減控制信號在模擬調(diào)諧范圍工作，從而允許對于由vva提供的衰減量進行精細(xì)微調(diào)。當(dāng)模擬衰減控制信號從一個值改變到另一個時，vva控制電路產(chǎn)生具有不同電壓電平的控制電壓和互補控制電壓，以改變由vva提供的衰減量。在一個實施例中，vva的控制電路使用放大器電路實施，其基于而產(chǎn)生控制電壓和互補控制電壓，并基于使用放大器技術(shù)的模擬控制信號。

在某些配置中，vva橫跨模擬衰減控制信號的全范圍進行高線性操作。以這種方式實施vva可以通過在vva的的整個工作范圍內(nèi)保持信號完整性而增強vva的性能及/或緩解反饋回路的實施，諸如自動增益控制(agc)環(huán)路，用于控制vva的的衰減。

本文描述的vva可用于寬范圍的應(yīng)用，包括例如蜂窩式，微波，甚小孔徑終端(vsat)，測試設(shè)備，和/或傳感器的應(yīng)用程序提供控制的衰減。該vva可向各種頻率的信號提供衰減，不僅包括那些用于蜂窩通信，諸如3g，4g，wimax，lte和高級lte通信，而且還向更高的頻率，例如那些在x波段(約7ghz至12千兆赫)，ku波段(約12千兆赫至18千兆赫)，在k波段(約18千兆赫至27千兆赫)，和/或具有帶(約27千兆赫至40千兆赫)。因此，本文的教導(dǎo)也適用于各種各樣的射頻系統(tǒng)，包括微波通信系統(tǒng)。

圖1是rf收發(fā)器100的一個實施例的示意圖。rf收發(fā)器系統(tǒng)100的系統(tǒng)100包括基帶系統(tǒng)102，i/q調(diào)制器104，i/q解調(diào)器120，第一高線性vva134a，第二高線性vva134b，功率檢測器(pd)132a，前置放大器109，功率放大器(pa)110，定向耦合器130，傳輸/接收開關(guān)112，rf天線114和低噪聲放大器(lna)116。

由基帶系統(tǒng)102產(chǎn)生的基帶i/q信號在i/q調(diào)制器104進行調(diào)制，并按照前進信號路徑，通過第一信號高線性vva134a，前置放大器109，功率放大器110，方向耦合器130，和進入傳輸/接收開關(guān)112。傳輸/接收開關(guān)112可有選擇地將信號傳遞到rf天線114。前進信號路徑也稱為作為傳輸信號路徑。

耦合器130可從pa110的輸出向pd132a反饋樣本。功率檢測器132a可以反過來基于所述樣品提供第一模擬衰減控制信號vatt1給第一高線性vva134a，以便控制由前置放大器109接收到的信號的衰減量。第一模擬衰減控制信號vatt1相關(guān)于pa110的輸出功率改變。以這種方式，pa110的輸出功率被調(diào)節(jié)，以及傳輸信號路徑使用自適應(yīng)功率控制進行操作。

在圖1中，傳輸/接收開關(guān)112還可以沿著通過傳輸/接收開關(guān)112、lna116，第二高線性vva的134b，及進i/q解調(diào)器120、返回信號路徑從天線114傳遞接收的rf信號，它向基帶系統(tǒng)102提供解調(diào)的i/q信號。返回信號路徑也被稱為接收信號路徑。

如圖1所示，到第二高線性度vva134b施加第二模擬控制信號衰減vatt2，以便控制從lna116提供的輸出信號的衰減量。以這種方式，lna116的輸出功率具有功率控制，用于增強接收器信號路徑性能和控制由rf收發(fā)器系統(tǒng)100接收的信號功率。例如，從低噪聲放大器116輸出的信號強度過大，所述第二模擬控制信號衰減vatt2可用于增加所述第二高線性度vva134b的衰減，從而減少接收信號功率。同樣地，如果被lna116接收到的信號的強度太小，所述第二控制信號衰減vatt2可用于減少通過第二高線性vva134b的衰減，從而提高接收信號功率。

盡管第二高線性vva134b在開環(huán)結(jié)構(gòu)中示出，第二模擬控制信號衰減vatt2可以使用控制回路被提供給第二高線性度vva134b。

在收發(fā)器的設(shè)計中，諸如rf收發(fā)器系統(tǒng)100，收發(fā)器的整體線性由每一個單獨部件的線性度的影響。通過使用高線性vva134a，134b，rf收發(fā)器可以顯示出相對于rf信號水平的線性改進。如下面進一步描述，高線性vva可補償從rf信號電平產(chǎn)生的非線性，而這又提高與線性(諸如，im3和ip3)的優(yōu)點。

雖然，rf收發(fā)器系統(tǒng)100示出了可包括如本文所述的高線性vva的rf系統(tǒng)的一個示例，一個或多個高線性vva可以用于rf系統(tǒng)的其他配置，包括例如微波通信系統(tǒng)。另外，雖然部件的特殊結(jié)構(gòu)在圖1中所示，rf收發(fā)器系統(tǒng)100可以適于以各種方式修改。例如，rf收發(fā)器系統(tǒng)100包括更多或更少的接收和/或傳輸路徑。此外，該rf收發(fā)器系統(tǒng)100可被修改以包括更多或更少的組件和/或部件，包括例如vva的不同布置。

圖2a是根據(jù)一個實施例的vva200的電路圖。vva200設(shè)有分路第一衰減電路202，第二分路衰減電路206，第三分路衰減電路210，第一串聯(lián)電路204，第二串聯(lián)電路208和控制電路232。vva200在輸入端in接收輸入信號上，以及提供輸出端子out上的衰減的輸出信號。vva200還接收模擬衰減控制信號vatt，它用來控制vva200從輸入端in到輸出端子out的衰減量。

雖然圖2a的vva200示出了高線性vva的一個實施例，本文的教導(dǎo)也適用于各種各樣的構(gòu)造。例如，高線性vv的可以包括更多的衰減電路或更少的分路和/或串聯(lián)電路，和/或電路可以被布置在其它途徑。

在所示實施例中，第一串聯(lián)電路204和第二串聯(lián)電路208串聯(lián)電連接在輸入端in和輸出端子out之間的信號通道。如圖2a所示，信號路徑nx1包括第一和第二串聯(lián)電路204，208之間的節(jié)點nx1。另外，第一分路衰減電路202在輸入端子in和dc電壓之間電連接，它可以是例如接地。另外，第二分路衰減電路206被電連接在節(jié)點nx1和直流電壓之間。而且，第三分路衰減電路210在輸出端子out與dc電壓之間電連接。

控制電路232接收模擬衰減控制信號vatt，并對于分路衰減電路產(chǎn)生控制電壓。在所示實施例中，控制電路232產(chǎn)生第一控制電壓vc1和第一互補控制電壓vc1'，用于偏置所述第一分路衰減電路202。另外，控制電路232產(chǎn)生第二控制電壓vc2和第二互補控制電壓vc2'，用于偏置所述第二分路衰減電路206。而且，該控制電路232產(chǎn)生第三控制電壓vc3和第三互補控制電壓vc3'，用于偏置所述第三分路衰減電路210。雖然圖2a示出了其中控制電路232產(chǎn)生用于分路兩個控制電壓的每個衰減電路的實施例，其它配置是可能的。例如，在另一實施例中，公共控制電壓以及公共互補電壓控制被用于偏置兩個或更多的分路衰減電路。

在所示實施例中，控制電路232產(chǎn)生互補控制電壓vc1'-vc3'，以分別相對于控制電壓vc1-vc3相反變化。此外，基于衰減模擬控制信號vatt的值，產(chǎn)生控制電壓vc1-vc3和互補控制電壓vc1'-vc3'。在某些配置中，當(dāng)衰減模擬控制信號vatt增加，每個控制電壓vc1-vc3增加，以及每一個互補控制電壓vc1'-vc3'下降。在其他配置，當(dāng)模擬衰減控制信號增vatt加，每個控制電壓vc1-vc3降低，每個互補控制電壓vc1'-vc3'增加。在一個實施例中，每一個控制電壓vc1-vc3和互補控制電壓vc1'-vc3'相對于該模擬衰減控制信號vatt基本上線性變化，使得每個控制電壓或互補控制電壓基本上成正比或成反比于模擬衰減控制信號vatt。

在某些配置中，分路衰減電路202、206、210每個包括nfet分路臂和pfet分路臂，其相互平行操作并分路到vva的信號通道。每個分路臂nfet包括在一個或多個串聯(lián)的nfet，和pfet每個分路臂包括一個或多個串聯(lián)的pfet。此外，控制電壓vc1-vc3用于偏壓nfet分路臂的柵極，和互補控制電壓vc1'-vc3'用于pfet分路臂的偏置柵極。以這樣的方式配置控制電路232增強vva200的線性度，提供了從rf信號電平變化引起的非線性效應(yīng)取消，如本文中詳細(xì)描述。

相應(yīng)地，基于該模擬衰減控制信號vatt中，控制電路232使用控制電壓vc1-vc3和互補控制電壓vc1'-vc3'，來調(diào)節(jié)在高線性vva200的輸入端in和輸出out之間的rf信號傳播的衰減電平或量。

所示的分路衰減電路202、206、210和系列電路204、208可以包括組件，如帶狀線、無源器件和/或有源器件，其被布置以控制vva200的衰減特性。例如，分路衰減電路202、206、210和系列電路204、208可以被實現(xiàn)以在模擬衰減控制信號vatt的調(diào)諧范圍以提供衰減值的期望范圍。該電路可實現(xiàn)以在信號頻率范圍提供強大的性能和/或?qū)τ诓煌乃p控制信號值提供從輸入到輸出的相對小的相位變化。

在一個實施例中，串聯(lián)電路204、208包括電感器，電容器，電阻器，或它們的組合。

如在圖2a中，控制電壓vc1-vc3和互補控制電壓vc1'-vc3'的相應(yīng)對控制特定分路衰減電路的衰減。例如，第一分路衰減電路202的阻抗或衰減量由第一控制電壓vc1和第一互補控制電壓vc1'控制。作為此前所述，衰減可以以模擬方式控制，由此所述第一控制電壓vc1和第一互補控制電壓vc1'是是基于所述模擬衰減控制信號vatt的值的模擬電壓。

雖然圖2a的實施例示出分別具有第一和第二串聯(lián)電路204和208以及第一、第二和第三分路衰減電路202，206和210的高線性vva200，其它配置是可能的。例如，其他實施例可以使用具有或不具有一個或多個串聯(lián)電路的分路衰減電路，。

圖2a的vva的200的另外的細(xì)節(jié)可以如本文所述。

圖2b是根據(jù)另一實施例的vva250的電路圖。vva250設(shè)有第一分路衰減電路252、第二分路衰減電路256、第三分路衰減電路260、第一串聯(lián)電感254、第二串聯(lián)電感258以及控制電路282。vva250在輸入端子上in接收輸入信號，并在輸出端子out上提供衰減的輸出信號。vva250還接收模擬信號的衰減控制vatt，它用來控制從輸入端in向輸出端子out的vva250的衰減量。

在所示實施例中，第一串聯(lián)電感254和第二串聯(lián)電感器258串聯(lián)電連接在輸入端子in和輸出端子out之間的信號路徑。第一分路衰減電路252被電連接在輸入端in和第一dc電壓v1之間，其可以例如地。另外，第二分路衰減電路256電連接在第一dc電壓v1和在串聯(lián)電感器254、258之間的信號路徑的節(jié)點之間。而且，第三分路衰減電路260電連接在輸出端子out和第一dc電壓v1之間。

控制電路282接收模擬衰控制減信號vatt，并產(chǎn)生用于分路衰減電路的各種控制電壓。在所示實施例中，控制電路282產(chǎn)生用于偏置所述第一分路衰減電路252的第一控制電壓vc1和第一互補控制電壓v2-vc1，其中v2是第二dc電壓的電壓電平，例如電源高供應(yīng)。此外，控制電路282產(chǎn)生第二控制電壓vc2和第二互補控制電壓v2-vc2，用于偏置所述第二分路衰減電路256。而且，該控制電路282產(chǎn)生第三控制電壓vc3和第三互補控制電壓v2-vc3，用于偏置所述第三分路衰減電路260。

在所示實施例中，控制電路282被實現(xiàn)為基于放大器的電路，以采用放大器技術(shù)來生成控制電壓和互補控制電壓。如圖2b中所示，示出的控制電路282包括產(chǎn)生所述第一控制電壓vc1的第一放大器電路291，其生成所述第一互補控制電壓v2-vc1的第二放大器電路292，產(chǎn)生所述第二控制電壓vc2的第三放大器電路293，生成該第二互補控制電壓v2-vc2的第四放大電路294，生成第三控制電壓vc3的第五放大器電路295，以及產(chǎn)生所述第三互補控制電壓v2-vc3的第六放大器電路296。盡管圖2b示出了基于放大器控制電路的一個實施例，其它控制電路配置是可能的。

圖2b的vva250的另外細(xì)節(jié)可以如本文所述。

圖3是根據(jù)一個實施例的高線性vva的分路衰減電路300的電路圖。分路衰減電路300包括第一分路電路或臂302和第二分路電路或臂304。衰減分路電路300還包括第一dc阻斷電容器306，第二dc阻斷電容器308和dc偏置電路309。該分路衰減電路300相對于輸入端子in和輸出端子out之間的信號路徑被分路電連接。

在圖3的實施例中，輸入端in和輸出端out被示出為直接連接在一起。然而，其它配置是可能的。例如，在一個或多個配置中，一些電路系列(如，電感器和/或其它電路元件)電連接在輸入端in和輸出端子out端子之間。

如圖3所示，第一分路電路302電連接在信號路徑節(jié)點和第一直流電壓v1之間，接收控制電壓vc，其控制由第一分路電路302提供的衰減量。第二分路器或互補分路電路304電連接在信號路徑節(jié)點和第一dc電壓v1之間，并與第一分路電路302平行進行操作。第二分路電路304接收互補的控制電壓v2-vc，其中，v2是第二直流電壓的電壓電平。因此，互補控制電壓具有基于所述第二dc電壓v2和控制電壓vc之間的差的電壓電平，并且因此相對于控制電壓vc成反比。

在某些配置中，第一dc電壓v1是地電壓，和第二dc電壓v2高的電源電壓。在其它配置中，第一dc電壓v1是地電壓，和第二dc電壓v2是參考電壓。雖然第一和第二dc電壓v1、v2的兩個示例性構(gòu)造被提供，第一和第二dc電壓v1、v2可以多種方式產(chǎn)生。

相對于第一分路電路302向第二分路電路304提供獨立的dc偏置電壓，dc偏置電路309和第一和第二dc阻斷電容器306、308已被包括在內(nèi)。如圖3所示，第一dc阻斷電容器306電連接在信號路徑節(jié)點和第一內(nèi)部節(jié)點n1，并且第二dc阻斷電容器308電連接在第一dc電壓v1和第二內(nèi)部節(jié)點n2之間。另外，第二分路電路304電連接在第一內(nèi)部節(jié)點n1與第二內(nèi)部節(jié)點n2之間。因此，在本實施例中，第一dc阻斷電容器306、第二分路電路304和第二dc阻斷電容器308串聯(lián)電連接在信號路徑節(jié)點和第一dc電壓v1之間。

直流偏置電路309電連接在是第一內(nèi)部節(jié)點內(nèi)部n1和第二節(jié)點n2之間，并控制第一內(nèi)部節(jié)點n1與第二內(nèi)部節(jié)點n2的dc偏置電壓。在某些配置中，dc偏置電路309進一步向第一分路電路302和/或第二分路電路304的一個或多個內(nèi)部節(jié)點提供直流偏壓。在一個實施例中，直流偏壓電路309使用dc偏置電壓(大約等于所述第二dc電壓v2)偏置第一內(nèi)部節(jié)點n1和第二內(nèi)部節(jié)點n2。如在圖3中所示，第一分路電路302使用第一dc電壓v1偏置。在某些配置中，輸入端子in和輸出端子out之間的信號路徑利用第一dc電壓v1進行偏壓。

分路衰減電路300可衰減rf信號，其在輸入端子in和輸出端子out之間傳播，作為控制電壓vc的函數(shù)?？刂齐妷簐c與互補控制電壓v2-vc可以基于模擬衰減控制信號通過控制電路產(chǎn)生，如之前相對于圖2a和2b描述?？刂齐妷簐c可以在第一分路電路302中提供電壓電平用于偏置電路元件(如晶體管)，以及互補控制電壓v2-vc可以在第二分路電路304中提供電壓電平用于偏置電路元件(如晶體管)。在一個實施例中，第一分路電路302包括串聯(lián)電連接的兩個或更多個nfet，并且第二分路電路304包括串聯(lián)電連接的兩個或更多個pfet。在某些配置中，所述兩個或更多的nfet被實現(xiàn)為n型金屬氧化物半導(dǎo)體(nmos)晶體管，并且所述兩個或更多的pfet被實現(xiàn)為p型金屬氧化物半導(dǎo)體(pmos)晶體管。

在一個實施例中，dc偏置電路309在第一內(nèi)部節(jié)點n1和第二內(nèi)部節(jié)點n2向互補分路電路304提供第二dc電壓v2。第一dc阻斷電容器306和第二dc阻斷電容器308操作以對于dc和比截止頻率低的頻率在第一分路電路302和第二分路電路304之間提供dc(直流)阻斷，并且對于大于截止頻率的rf信號提供高頻耦合。以這種方式，第一分路電路302可相對于第一dc電壓v1被偏壓，而第二分路電路304可相對于第二dc電壓v2被偏壓。例如，第一dc電壓v1可以接地(0伏直流)，而第二dc電壓v2可以是正電源(例如，12伏直流)。在這種方式中，第一分路電路302的元件可通過控制電壓vc相對于第一dc電壓v1被偏置，所述第二分路電路304的元件可以相對于第二dc電壓v2由互補控制電壓v2-vc以互補方式偏置。

第一分路電路302所提供的衰減或衰減電平可部分地由控制電壓vc相對于第一dc電壓v1的大小來確定。作為以前所述，控制電壓vc可以以模擬方式控制，以便以模擬方式改變衰減。在穩(wěn)定狀態(tài)下，控制電壓vc可被控制以使得第一分路電路302具有恒定的衰減。輸入端in和輸出端out之間的rf信號的振幅和功率變化也引起所述第一分路電路302的衰減變化，從而導(dǎo)致非線性行為。

類似地，第二分路電路304的衰減或衰減電平可部分地由控制電壓vc相對于所述第二dc電壓v2的幅度確定。控制電壓vc可以被控制為模擬信號，以便提供所述衰減的連續(xù)模擬控制，而在穩(wěn)定狀態(tài)下，控制電壓vc可以被控制來操作第二分路電路304具有恒定衰減。另外，在輸入端互補的rf信號的變化可導(dǎo)致互補分路電路304的衰減變化，由此導(dǎo)致非線性行為。

對于具有高于截止頻率的頻率操作的rf信號，第一和第二dc阻斷電容器306、308可以耦合在第一和第二內(nèi)部節(jié)點n1和n2，使得第一分路電路302和第二分路電路304對于rf信號并行電連接。

因此，從輸入端in到輸出端out傳播的rf信號的總衰減基于所述第一分路電路302與第二分路電路304的并行操作。有利地，第一和第二分路電路302、304的并行操作允許取消或補償由于rf信號變化的衰減變化。特別是，由于rf信號電平的變化的第二分路電路304的衰減變化相反或互補于第一分路電路302由于該rf信號電平變化的衰減變化。因此，第一和第二分路電路302、304的非線性效應(yīng)是互補的，以及整個分路衰減電路300的衰減凈變化小于在所述第一分路電路302或第二分路電路304的個體衰減差異。

以此方式，當(dāng)在并行操作中，第一分路電路302和第二分路電路304操作為用戶提供具有增強的線性的分路衰減電路300。因此，當(dāng)分路衰減電路300的一個或多個示例在vva的信號路徑中操作，vva表現(xiàn)出高線性度，其中包括例如高ip3和/或im3。

分路衰減電路300的另外的細(xì)節(jié)可以如本文所述。

圖4是根據(jù)另一實施例的用于高線性vva的分路衰減電路400的電路圖。分路衰減電路400包括第一分路電路或臂352和第二分路電路或臂354。分路衰減電路400還包括第一和第二dc阻斷電容器306、308，其可以如之前所述。分路衰減電路400還包括使用第一dc偏置電阻310和第二直流偏置電阻312實現(xiàn)的dc偏置電路。

如圖4所示，第一分路電路352電連接在信號路徑節(jié)點和第一dc電壓v1之間，并且接收控制電壓vc。第二分路電路354在信號路徑節(jié)點和第一直流電壓v1之間并聯(lián)電連接第一分路電路352。第二分路電路354接收互補控制信號以等于互補控制電壓v2-vc。

第一dc阻斷電容器306連接在信號路徑節(jié)點和第一節(jié)內(nèi)部點n1之間，和第二dc阻斷電容器308連接在第一dc電壓v1和第二內(nèi)部節(jié)點n2之間。還如所示，第一dc偏置電阻310電連接在第一內(nèi)部節(jié)點n1與第二dc電壓v2之間，而所述第二dc偏置電阻312被連接在第二內(nèi)部節(jié)點n2與第二dc電壓v2之間。因此，第一和第二dc偏置電阻310、312操作以控制第一和第二內(nèi)部節(jié)點n1、n2的dc偏置電壓約等于所述第二dc電壓v2。

第一分路電路352包括在信號路徑節(jié)點和第一dc電壓v1之間串聯(lián)級聯(lián)電連接的第一nfet402、第二nfet404和第三nfet406。如圖4所示，第一nfet402的漏極電連接到信號路徑的節(jié)點，并且所述第一nfet的源極402電連接到所述第二nfet404的漏極。另外，第二nfet404的源極電連接到所述第三nfet406的漏極，和第三nfet406的源極電連接到第一dc電壓v1。

盡管第一分路電路352被示為包括串聯(lián)的三個nfet，第一分路電路352可適于包括更多或更少的nfet。在一個實施例中，第一分路電路352包括串聯(lián)的1-7nfet。在另一個實施例中，第一分路電路352包括串聯(lián)2-6nfet。在某些配置中，所述的nfet被實現(xiàn)為nmos晶體管。

第一分路電路352進一步包括在第一nfet402的柵極和控制電壓vc之間電連接的第一柵極電阻器401，在第二nfet404的柵極和控制電壓vc之間電連接的第二柵極電阻器403，以及在第三nfet406的柵極和控制電壓vc之間電連接的第三柵極電阻405。

柵極電阻401、403、405使用控制電壓vc操作以偏壓nfets402、404、406的柵極，并同時在分路衰減電路400和生成控制電壓vc的控制電路之間提供隔離。例如，高頻信號分量可通過寄生柵極-漏極和/或柵極-源極電容耦合到nfets402、404、406的柵極，以及柵極電阻器401、403、405可以提供電阻，以防止高頻信號分量到達控制電路。雖然在圖4中示出柵偏壓的一個例子，其他的配置也是可能的。

第一nfet402、第二nfet404和第三nfet406可以各種方式連接。在一個示例中，nfet402、404、406的主體電連接到第一dc電壓v1。在另一示例中，nfet被實現(xiàn)為硅上絕緣體(soi)處理的nmos晶體管，以及nmos晶體管的主體電浮動。

第二分路電路pfet304包括在信號路徑節(jié)點和第一dc電壓v1之間串聯(lián)連接的第一pfet408、第二pfet412和第三pfet414，以及因此第二分路電路304平行于第一分路電路304進行操作，以提供衰減到rf信號。為了對第一和第二分路電路352、354提供dc偏置電壓，第一和第二dc阻斷電容器306、308已被包括在內(nèi)。第一dc阻斷電容器306中、第二分路電路354和第二dc阻斷電容器308電連接在信號路徑節(jié)點和第一dc電壓v1之間。在所示實施例中，第一pfet408的源極電連接到第一內(nèi)部節(jié)點n1，以及第一pfet408的漏極電連接到第二pfet412的源極。另外，第二pfet412的漏極電連接到所述第三pfet414的源極，和第三pfet414的漏極電連接到第二內(nèi)部節(jié)點n2。

雖然在第二分路電路354被示為包括三個串聯(lián)的pfet，第二分路電路354可適于包括更多或更少的pfet。在一個實施例中，第二分路電路354包括串聯(lián)從1到7的pfet。在另一個實施例中，第二分路電路354包括串聯(lián)從2至6的pfet。在某些配置中，所述的pfet被實現(xiàn)為pmos晶體管。

第二分路電路354包括電連接在所述第一pfet408的柵極和互補控制電壓v2-vc之間的第一柵極電阻411，第二柵極電阻器413電連接在第二pfet412的柵極和互補控制電壓v2-vc之間；以及第三柵極電阻415電連接在第三pfet414和互補控制電壓v2-vc的柵極之間。柵極電阻411，413，415使用互補控制電壓v2-vc操作以偏壓pfet408，412，414的柵極，而在分路衰減電路400和產(chǎn)生所述互補控制電壓v2-vc的控制電路之間提供隔離。

所述第一pfet408，第二pfet412和第三pfet414的主體可以各種方式連接。在一個示例中，pfet408，412，414的主體電連接到第二dc電壓v2。在另一示例中，pfet被實現(xiàn)為在soi工藝的pmos晶體管，以及pmos晶體管的主體電浮動。

第一可變分路阻抗電路352的串聯(lián)級聯(lián)nfet提供信號路徑節(jié)點和第一dc電壓v1之間的可變阻抗。每個nfet的漏極-源極阻抗或通道電阻可以以模擬方式由控制電壓vc控制。例如，對于每個nfet的漏極-到-源阻抗由柵極-源極電壓進行控制。通過控制第一電路352的串聯(lián)級聯(lián)分路的nfet的漏極-源阻抗，控制電壓vc控制第一分路電路352的衰減。

通過使第一分路電路352的衰減變化，在輸入端子in的rf信號電平的變化也可引起非線性行為。例如，當(dāng)rf信號增加在輸入端子in的功率或電壓振幅的擺動時，分路電路352的串聯(lián)級聯(lián)nfet的每個nfet內(nèi)可以具有柵極-源極電壓變化和/或漏極-源極電壓變化。這些變化反過來可以調(diào)節(jié)nfet402,404，406的漏極-源阻抗。由于rf信號電平變化的阻抗變化也被稱為rf信號變化引起的阻抗變化。rf信號變化引起的阻抗變化可引起第一分路電路352的衰減，而這又引起可降低vva的ip3和/或im3的非線性行為。

同樣地，第二分路電路354的串聯(lián)級聯(lián)pfet提供的信號路徑節(jié)點和第一dc電壓v1之間的可變阻抗。每個pfet的漏極-源阻抗或通道電阻可以模擬方式由互補v2-vc控制電壓進行控制。例如，對于每一個pfet，漏極-源極阻抗由柵極-源極電壓進行控制。通過控制第二分路電路354的級聯(lián)串聯(lián)pfet的漏極-源極阻抗，互補控制電壓v2-vc控制所述第二分路電路354的衰減。

對于在輸入端子in和輸出端子out之間具有比截止頻率更高的頻率操作的射頻信號，所述第一和第二dc阻斷電容器306，308可以耦合第一和第二內(nèi)部節(jié)點n1和n2，使得第一分路電路352和第二分路電路354對于rf信號并行電連接。

相應(yīng)地，從in輸入端子到輸出端子out傳播的rf信號的總衰減由基于所述第一分路電路352與第二分路電路354的并行操作。有利地，第一和第二分路電路352，354的并行操作允許抵消或補償由rf信號中的變化造成的衰減變化。

例如，當(dāng)rf信號在輸入端in增加功率或振幅的電壓擺動，第二分路電路354中串聯(lián)級聯(lián)pfet的每個pfet內(nèi)電壓可具有電壓變化，其可以調(diào)節(jié)pfet408，412，414的漏極-源阻抗。此外，當(dāng)rf信號在輸入端子in增加功率或振幅電壓的擺幅，第一個分路電壓電路352的串聯(lián)級聯(lián)nfet的每個nfet可具有電壓變化，其可以調(diào)節(jié)nfet402，404，406的漏極-源阻抗。然而，第二分路電路354的rf引入阻抗變化互補或相反于第一分路電路352的，由于pfet的漏-源的阻抗變化互補于所述fet。例如，當(dāng)rf信號引入變化引起nfet402，404，406的柵極-源極電壓增加時，相同的rf引入變化引起pfet408，412，414的柵極到源極電壓減少。同樣地，當(dāng)rf信號引入變化引起nfet402，404，406柵極-源極電壓減小時，相同的rf引入變化引起pfet408，412，414柵極-源極電壓增加。

因此，第一和第二分路電路352，354的并行操作允許取消或補償由于rf信號中的變化的衰減變化。相比僅具有一個分路電路的vva，這種分路衰減電路400的凈衰減變化的減少可以反過來提高線性特性。

雖然圖4的結(jié)構(gòu)示出包括三個nfet和三個pfet的分路衰減電路400，或具有較少或較多nfet和/或更少或更多的pfet的其它配置是可能的。例如，某些配置可以在第一分路電路352使用一個nfet和/或第二分路電路354中使用一個pfet。

分路衰減電路400的另外的細(xì)節(jié)可以如本文所述。

圖5是用于vva的兩個實施例，模擬im3對衰減控制電壓的曲線圖500。該圖500包括第一圖502，用于模擬具有一個nfet的一個分路路徑的vva，和第二圖504，用于模擬具有一個nfet的第一分路路徑和一個pfet的第二分路路徑的高線性vva。第二圖504的高線性vva可使用控制電壓和互補控制電壓來控制。雖然示出的模擬結(jié)果的一個例子，其他結(jié)果是可能的，包括例如基于處理、執(zhí)行和/或模擬參數(shù)的結(jié)果。

如圖5中所示，控制電壓vc是具有單位伏的電壓信號。此外，以dbc的im3被示出為反映線性程度的正量。圖502和504的最低值或最小值相對于控制電壓vc對應(yīng)于衰減器何處呈現(xiàn)最大的非線性行為。從圖5中，當(dāng)控制電壓vc約為0.45v時，可以看到高線性度全vva的第二圖504和vva的第一圖502實現(xiàn)最小im3。

另外，如曲線圖500中，高線性vva的第二圖504的最小im3是(約55dbc)并且大于vva的第一圖502的最小im3(約49dbc)。由于高線性度vva的第二圖504具有比第一圖502的較大的最小im3幅度，第二圖504的高線性度vva相比于第一圖502的vva表現(xiàn)出卓越的線性度性，包括更高的ip3點。

應(yīng)用

設(shè)備采用上述高線性可變電壓衰減器可以被實現(xiàn)為各種電子設(shè)備。該電子設(shè)備可以包括(例如，而不限于)消費電子產(chǎn)品、電子消費產(chǎn)品部件、電子測試設(shè)備等。例如，高線性電壓可變衰減本文所述可以包含在個集成電路，如單片微波集成電路(mmic)，包括無線電頻率和/或微波電路，例如功率放大器、低噪聲放大器、壓控振蕩器、混頻器、調(diào)諧器、諧振器和/或開關(guān)。在消費性電子產(chǎn)品可以包括(而不限于)移動電話、電話、電視、計算機監(jiān)視器、計算機、手持式計算機、個人數(shù)字助理(pda)、汽車、車輛發(fā)動機管理控制器、變速器控制器、安全帶控制器、制動系統(tǒng)控制器、攝像機、照相機、數(shù)碼相機、便攜式存儲器芯片、洗衣機、烘干機、洗衣機/烘干機、復(fù)印機、傳真機、掃描儀、多功能外圍設(shè)備等。此外，電子設(shè)備包括未完成的產(chǎn)品，其中包括針對工業(yè)，醫(yī)療和汽車領(lǐng)域。

前面的描述和權(quán)利要求可指元件或特征“連接”或“耦合”在一起。如本文所用，除非明確另有說明，“連接”意指一個元件/特征是直接或間接地連接到另一個元件/特征，并且不一定是機械連接。同樣地，除非明確另有說明，“耦合”意指一個元件/特征是直接或間接地聯(lián)接到另一個元件/特征，并且不一定是機械連接。因此，盡管在圖中所示的各種原理圖描繪元件和部件的實施例的安排，附加的居間的元件，設(shè)備，特征或組件可存在實際實施例(假定所描述的電路的功能性沒有產(chǎn)生不利影響)。

雖然本發(fā)明在的某些實施例方面描述，其他實施例對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員是顯而易見的，包括不提供所有的本文所闡述的特征和優(yōu)點的實施例還是在本發(fā)明的范圍。此外，上述各種實施例可被組合以提供進一步的實施例。此外，在一個實施例的上下文中所示的某些特征也可以并入其他實施例。因此，本發(fā)明的范圍僅通過參考所附的權(quán)利要求限定。