專利名稱：蜂窩移動電話終端的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及蜂窩移動電話終端，更具體地，涉及蜂窩移動電話終端的射頻收發(fā)信機部分的射頻部分中所使用的衰減器的結構。
在CDMA系統(tǒng)(例如，IS-95)中，從任何蜂窩移動電話終端到達基站的信號功率必須被控制到一個恒定的數(shù)值，而不管蜂窩移動電話終端與基站之間的距離如何。為了達到這一點，在每個蜂窩移動電話終端的發(fā)射機部分進行增益控制。


圖13示意地表示了蜂窩移動電話終端相對于基站的位置的關系。在圖13上，一個基站BS的小區(qū)范圍CL的半徑為幾十公里，例如，大約30公里(km)。在基站BS的小區(qū)范圍CL內，置有許多蜂窩移動電話終端TH1，TH2，工作在不同的通信條件下，例如離基站BS不同的距離，或處在不同的地理或地形條件。這許多蜂窩移動電話終端TH1，TH2同時與基站BS進行通信，而同時向著或遠離于基站移動并處在時時刻刻改變的通信條件下。
在這種情況下，如果執(zhí)行控制，以使得從任何蜂窩移動電話終端到達基站的信號功率，無論終端離開基站最遠或最近都將是一樣的，那么考慮到小區(qū)范圍CL的大小，要求每個蜂窩移動電話終端的發(fā)射機部分具有70dB或更大的增益控制范圍以及±1dB的高的線性度。這種情形被稱為遠近問題。
如果沒有正確地實行蜂窩移動電話終端的發(fā)射機部分的增益控制，則到達基站的信號功率隨著蜂窩移動電話終端與基站之間的距離減小而變大；結果，進到相鄰的信道的泄漏功率增加，增加了誤碼率和惡化了通信質量。在圖14上，實線A1到A6表示在基站處從各個不同信道接收的信號功率電平，虛線B4表示信道A4的交調失真特性。圖14表示了一種情況，其中來自信道A3和A5的接收信號功率電平被由虛線B4指示的信道A4的失真分量所掩蓋，這樣，正確的數(shù)據(jù)不能從與信道A4相鄰的信道A3和A5中恢復。
為了保持高的載噪比(C/N)，希望在每個蜂窩移動電話終端的發(fā)射機部分中，盡可能多地在載波信號電平高的射頻范圍內執(zhí)行增益控制。原因在于，在射頻，載波信號電平比基底噪聲電平高得多，如果在射頻部分降低增益，則可以保持高的載噪比。另一方面，在中頻，載波信號是低的，如果在中頻范圍降低增益，則在載波信號電平與基底噪聲電平之間的差別變成為非常小，在中頻部分中載波信號電平與噪聲電平之間的這個差別直接被帶到射頻部分。
然而，在射頻部分中所使用的衰減器，它本身能夠完成在70dB或更大的寬范圍內具有±1dB的線性度的增益控制，一直沒有可供使用的。在現(xiàn)有的技術中，為了在蜂窩移動電話終端的射頻發(fā)射機部分中完成在70dB或更大的寬范圍內具有±1dB的線性度的增益控制，已經實施了在射頻部分以步進方式的控制增益，而在中頻部分連續(xù)控制增益。當如上述將在射頻部分完成的增益控制量和在中頻部分完成的增益控制量結合使用時，可以達到在70dB或更大的寬范圍內具有±1dB的線性度的增益控制。
在蜂窩移動電話終端中的增益控制按以下方式進行。
在蜂窩移動電話終端中，根據(jù)在蜂窩移動電話終端處的接收信號強度來設定為了保持在基站處的接收信號強度為恒定值所必須的發(fā)射功率的目標值，并通過形成反饋控制環(huán)來進行控制以使得發(fā)射功率與目標值一致，其中實際發(fā)射功率不斷地與目標值進行比較，以使得發(fā)射功率跟蹤目標值。
下面，將參照圖15描述現(xiàn)有技術的蜂窩移動電話終端的結構和運行。如圖15所示，蜂窩移動電話終端用微計算機邏輯塊等構建，它包括處理話音信號的基帶部分100，和射頻收發(fā)信機部分200，把由基帶部分100處理的話音信號當作為輸入，并執(zhí)行與基站的通信。
射頻收發(fā)信機部分200包括發(fā)射機部分210，產生用于發(fā)送到基站的信號，以及接收機部分220，接收從基站發(fā)送的信號。
發(fā)射機部分210包括中頻部分230，它執(zhí)行用于從基帶部分100供給的話音信號的調制和變頻的超外差；以及射頻部分240，它放大從中頻部分230輸出的射頻信號和把它通過雙工器310提供給天線300。
中頻部分230包括調制器231，可變增益中頻放大器232，以可變的增益放大調制器231的輸出信號；以及混頻器233，把可變增益中頻放大器232的輸出變頻成射頻信號。該可變增益中頻放大器232通常采用雙極性晶體管制成。該可變增益中頻放大器232能夠在大約40db的范圍內以±1dB的線性度改變其增益。在這種情況下，增益是通過采用連續(xù)變化的增益控制電壓在大約40dB的范圍內以連續(xù)方式控制的。
射頻部分240包括可變增益射頻放大器241，用于放大從中頻部分230輸出的射頻信號；以及功率放大器242，用于放大可變增益射頻放大器241的輸出信號的功率。該可變增益射頻放大器241能夠在大約30db的范圍內以±3dB的線性度改變其增益。在這種情況下，增益是通過用取離散值的增益控制電壓，以幾個步驟，例如三個步驟，來控制的。
該可變增益射頻放大器241包括前端放大器(中功率放大器)243和衰減器244，用于改變要被輸入到與前端放大器243級聯(lián)的功率放大器(高功率放大器)242的射頻信號的增益。衰減器244具有在大約30db的范圍內以±3dB的線性度改變其衰減的功能。然而，其增益是以步進方式改變的，因為如上所述，給出了離散的增益控制電壓。
基帶部分100包括控制部分110。該控制部分110檢測功率放大器242的輸出電平，同時也檢測由接收機部分220接收的信號的信號強度，根據(jù)接收信號的信號強度設定對于功率放大器242的輸出電平目標值，把功率放大器242的輸出電平與功率放大器242的輸出電平目標值進行比較，并把響應于比較結果的增益控制電壓Vca加到衰減器244，把響應于比較結果的增益控制電壓Vcb加到可變增益中頻放大器232，由此控制了在反饋環(huán)中的衰減器244的增益和可變增益中頻放大器232的增益，使得功率放大器242的輸出電平與功率放大器242的輸出電平目標值相一致。在這種情況下，如前所述，衰減器244的增益是以步進的方式被控制的，而可變增益中頻放大器232的增益是以連續(xù)的方式被控制的。
在上述的蜂窩移動電話終端中，在70dB或更大的寬范圍內具有±1dB的線性度的增益控制是通過把可變增益中頻放大器232的增益控制與可變增益射頻放大器241的增益控制進行組合而完成的。按照IS-95標準，混頻器233的輸入級工作在200MHz頻段，混頻器233的輸出級工作在837MHz頻段。當蜂窩移動電話終端工作在最大輸出時，在各個部分的信號電平為在功率放大器242的輸出端為+30dBm(0dBm＝1mW)，在可變增益射頻放大器241的輸出端為+5dBm，在混頻器233的輸出端為-20dBm，在可變增益中頻放大器232輸出端為-25dBm。
這里假定30dB范圍內的增益控制是在可變增益射頻放大器241中執(zhí)行的，40dB范圍內的增益控制是在可變增益中頻放大器232中執(zhí)行的，在可變增益中頻放大器232的輸出端處的信號電平在-25dBm到-65dBm范圍內變化。而且，在混頻器233的輸出端處的信號電平在-20dBm到-60dBm范圍內變化。在可變增益射頻放大器241的輸出端處的信號電平在+5dBm到-65dBm范圍內變化。在功率放大器242的輸出端處的信號電平在+30dBm到-40dBm范圍內變化。
下面，將參照圖16到18描述衰減器244的詳細結構和運行。
圖16是表示衰減器244的結構的電路圖。增益的步進控制是通過如這里所示的衰減器244實行的。如圖16所示，衰減器244包括場效應晶體管1，用作為在輸入端的并聯(lián)可變電阻；電容2，3，10，和11，電阻5，7，和13場效應晶體管6，用作為串聯(lián)可變電阻；以及場效應晶體管9，用作為在輸出端的并聯(lián)可變電阻。衰減器244配備有增益控制電壓加入端4，其上加上增益控制電壓Vca；電源電壓加入端8，其上加上電源電壓VDD；柵極電壓加入端12，其上加上地電位(參考電位)；作為射頻信號輸入部分的輸入端14；和作為射頻信號輸出部分的輸出端15。輸入端14被連接到圖15的混頻器233的輸出端，而輸出端15被連接到前端放大器243的輸入端。這里，電容2，3，10，和11用來阻止DC電壓的加入，以及電阻5，7，和13，每個用來阻擋射頻信號的滲入。
圖17是表示衰減器的增益控制特性的圖。
下面將說明具有上述結構的衰減器的運行。蜂窩移動電話終端這里用由鋰電池等提供的大約3.0V的最大電壓進行工作。每個場效應晶體管的門限電壓是指使可變電阻開始其增益控制運行所需要的偏壓。分別構成串聯(lián)可變電阻和并聯(lián)可變電阻的場效應晶體管6，1，和9被選擇為具有相同的門限電壓。將指定的電壓加在場效應晶體管6的源極電壓加入端8和場效應晶體管1與9的柵極電壓加入端12。
當將0到1.1V的電壓作為增益控制電壓Vca加到增益控制電壓加入端4(圖17上的增益控制電壓范圍(a))時，場效應晶體管6的電阻值RON(T-FET)處在其最大值，而場效應晶體管1和9的電阻值RON(S-FET)保持在其最小值；結果，通過輸入端14輸入的信號被衰減，增益沒有增加，以及來自輸出端15的輸出信號POUT處在其最小電平。
當在增益控制電壓加入端4處加上的電壓增加到1.1V以上(圖17上的增益控制電壓范圍(b))時，場效應晶體管6的電阻值RON(T-FET)開始減小，而場效應晶體管1和9的電阻值RON(S-FET)保持在其最小值；結果，輸出信號POUT增加。通常，由場效應晶體管實現(xiàn)的可變電阻的增益控制電壓作用范圍約為0.2到0.3V；所以，增益線性地增加18dB，直至在增益控制電壓加入端4處加上的電壓達到1.4V為止。
當在增益控制電壓加入端4處加上的電壓達到1.4V(圖17上的增益控制電壓范圍(c))時，場效應晶體管6的電阻值RON(T-FET)一直在減小，現(xiàn)在達到其最小值，而場效應晶體管1和9的、保持在其最小水平的電阻值RON(S-FET)開始增加，這樣，輸出信號POUT進一步增加。這里，增益線性地增加12dB，這次以不同于1.1V到1.4V的增益控制電壓范圍(b)時的靈敏度增加，直至在增益控制電壓加入端4處加上的電壓達到1.7V為止。
當在增益控制電壓加入端4處加上的電壓達到1.7V(圖17上的增益控制電壓范圍(d))時，場效應晶體管1和9的電阻值RON(S-FET)現(xiàn)在處在其最大值，而場效應晶體管6的電阻值RON(T-FET)保持在其最小值上；結果，輸出信號POUT達到最大值。在這時，這個放大器的增益控制寬度是30dB。如果大于1.7V的電壓被加到增益控制電壓加入端4，則場效應晶體管6的電阻值RON(T-FET)保持在其最小值上，而場效應晶體管1和9的電阻值RON(S-FET)保持在其最大值上，這樣，輸出信號POUT保持在其最大電平上不變。
在具有上述的控制特性的衰減器中，通過選擇地加上三個數(shù)值VCL，VCM，和VCH作為增益控制電壓Vca，輸出電平以三個步驟改變，如圖18所示。
另一方面，在可變增益中頻放大器232中，通過改變增益控制電壓Vcb，使輸出電平連續(xù)地改變，如圖19所示。
然而，如果在大于70dB的范圍上的增益控制是如上所述地通過把射頻部分中的步進控制與中頻部分中的連續(xù)控制相結合而實行的，當控制模式從一個模式切換到步進控制時的另一個模式時，由于用于連續(xù)控制的增益控制電壓和用于步進控制的控制電壓是被同時改變的，所以，在模式切換之前和之后，因為衰減器244和可變增益中頻放大器232的特性的變化，可能出現(xiàn)增益差別。這里，考慮一種情形，其中蜂窩移動電話終端正在理想條件下進行通信，而同時以恒定的速度向著遠離基站的方向移動；在這種情形下，如果出現(xiàn)以上的情況，則蜂窩移動電話終端的輸出POUT，通常應當借助于其增益控制功能而線性增加，在模式切換到步進控制的時刻，它瞬間偏離線性控制線，如圖20所示，因為由于反饋控制的延時而造成的跟蹤運行的延遲和因為在模式切換時輸出電平的不連續(xù)性。如果這種情況發(fā)生，則在基站處的接收信號強度與規(guī)定的數(shù)值相偏離，造成相對于相鄰信道的電平差值，因此，擾亂了話音信號并惡化了話音通信質量。雖然在這里描述的問題涉及蜂窩移動電話終端在理想條件下移動的情況，但應當指出，蜂窩移動電話終端移動時的真實條件通常壞得多，例如，蜂窩移動電話終端可能移動到建筑物后面，造成接收信號強度突然下降；所以，在實際情況下，基站處的接收信號強度偏離規(guī)定值的問題預計經常發(fā)生，導致話音通信質量進一步惡化。
而且，由于用于控制可變增益射頻放大器241和可變增益中頻放大器232的兩種增益控制電壓Vca和Vcb必須在基帶部分100的控制部分110中被設定，控制部分110的控制邏輯變得很復雜。
再者，除了在射頻部分240中提供的可變增益射頻放大器241以外，必須在中頻部分230中提供可變增益中頻放大器232；這帶來了問題電路結構不單是復雜性增加而且尺寸也增加，從而增加了蜂窩移動電話終端的總的尺寸。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供能夠達到高質量話音通信的蜂窩移動電話終端。
本發(fā)明的另一個目的是提供能夠簡化增益控制的蜂窩移動電話終端。
本發(fā)明的再一個目的是提供能夠達到空間節(jié)省和緊湊結構的蜂窩移動電話終端。
按照本發(fā)明的蜂窩移動電話終端包括基帶部分，用于處理話音信號；以及射頻收發(fā)信機部分，用于把由基帶部分處理的話音信號當作為輸入和用于執(zhí)行與基站的通信。射頻收發(fā)信機部分包括發(fā)射機部分，產生用于發(fā)送到基站的信號；以及接收機部分，接收從基站發(fā)送的信號。發(fā)射機部分包括中頻部分，執(zhí)行用于從基帶部分供給的話音信號的調制和變頻的超外差；以及射頻部分，用于放大從中頻部分輸出的射頻信號和用于把放大的信號提供給天線300。射頻部分包括增益控制器，用于控制從中頻部分輸出的射頻信號的增益；和功率放大器，用于放大增益控制器的輸出的功率。
基帶部分包括控制部分，該控制部分檢測功率放大器的輸出電平，同時也檢測由接收機部分接收的信號的信號強度，根據(jù)接收信號的信號強度設定對于功率放大器的輸出電平目標值，把功率放大器的輸出電平與功率放大器的輸出電平目標值進行比較，以及把響應于比較結果的增益控制電壓加到增益控制器，由此控制在反饋環(huán)中的增益控制器的增益，以使得功率放大器的輸出電平與功率放大器的輸出電平目標值相一致。
該增益控制器包括至少兩個串聯(lián)的可變電阻，例如由場效應晶體管形成，被插入到在對于射頻信號的信號輸入部分與信號輸出部分之間連接的信號線中；以及并聯(lián)的可變電阻，例如由場效應晶體管形成，分別被連接在地線與信號輸入部分和信號輸出部分之間，該增益控制器通過被加到增益控制電壓加入端上的增益控制電壓控制每個可變電阻來線性地和以基本上連續(xù)的方式控制功率放大器的輸出。
按照以上的結構，通過使用由多級連接的場效應晶體管形成的至少兩個串聯(lián)的可變電阻結合并聯(lián)的可變電阻，構建了用作為衰減器的增益控制器，該增益控制器通過控制每個可變電阻的增益而線性地和以基本上連續(xù)的方式控制功率放大器的輸出；這消除了與步進增益切換有關的問題，確保了高質量話音通信。而且，由于所需要的增益控制只在射頻部分實行，增益控制可以簡單化。再者，由于中頻部分中的可變增益中頻放大器可被省略，可以實現(xiàn)空間節(jié)省和緊湊的結構。
按照本發(fā)明的蜂窩移動電話終端包括基帶部分，用于處理話音信號；以及射頻收發(fā)信機部分，用于把由基帶部分處理的話音信號當作為輸入和用于執(zhí)行與基站的通信。射頻收發(fā)信機部分包括發(fā)射機部分，產生用于發(fā)送到基站的信號；以及接收機部分，接收從基站發(fā)送的信號。發(fā)射機部分包括中頻部分，執(zhí)行用于從基帶部分供給的話音信號的調制和變頻的超外差；以及射頻部分，用于放大從中頻部分輸出的射頻信號和用于把放大的信號提供給天線300。射頻部分包括增益控制器，用于控制從中頻部分輸出的射頻信號的增益；和功率放大器，用于放大增益控制器的輸出的功率。
基帶部分包括控制部分，該控制部分檢測功率放大器的輸出電平，同時也檢測由接收機部分接收的信號的信號強度，根據(jù)接收信號的信號強度設定對于功率放大器的輸出電平目標值，把功率放大器的輸出電平與功率放大器的輸出電平目標值進行比較，以及把響應于比較結果的增益控制電壓加到增益控制器，由此控制在反饋環(huán)中的增益控制器的增益，以使得功率放大器的輸出電平與功率放大器的輸出電平目標值相一致。
該增益控制器包括至少兩個串聯(lián)的可變電阻，例如由場效應晶體管形成，被插入到在對于射頻信號的信號輸入部分與信號輸出部分之間連接的信號線中；以及并聯(lián)的可變電阻，例如由場效應晶體管形成，分別被連接在地線與信號輸入部分和信號輸出部分之間。
按照以上的結構，通過使用由多級連接的場效應晶體管形成的至少兩個串聯(lián)的可變電阻結合并聯(lián)的可變電阻，構建了用作為衰減器的增益控制器，由多級連接的場效應晶體管形成的至少兩個串聯(lián)的可變電阻的工作點被移位成互相隔開一個相應于線性增益控制運行范圍寬度的量，各個串聯(lián)可變電阻的線性運行范圍是銜接的，然后將串聯(lián)可變電阻的組合的線性運行范圍做成與并聯(lián)可變電阻的線性運行范圍基本上連續(xù)的。在這個設備中，由于每個模式之間的切換是通過使用單個增益控制電壓實行的，所以沒有增益差別出現(xiàn)，可以在70dB或更大的寬范圍內實現(xiàn)高精度的線性增益控制運行。
結果，使用上述的增益控制的蜂窩移動電話終端解決了與步進增益切換有關的問題，達到了高質量話音通信。而且，由于所需要的增益控制只在射頻部分實行，增益控制可以簡單化。再者，由于中頻部分中的可變增益中頻放大器可被省略，可以實現(xiàn)空間節(jié)省和緊湊的結構。
在一個配置中，其中由多級連接的場效應晶體管形成的至少兩個串聯(lián)的可變電阻的工作點被設置為互相隔開一個相應于線性增益控制運行范圍寬度的量，將不同的參考電壓加到至少兩個場效應晶體管的源極。通過這種結構，可以達到極精確的增益控制，因為增益控制是通過使用單個增益控制電壓實行的。增益控制工作電壓的設置可按照希望改變。
在另一個結構中，不同的增益控制電壓被加到串聯(lián)連接的至少兩個場效應晶體管的柵極。通過這種結構，由于同一個參考電壓被加到作為串聯(lián)可變電阻的至少兩個場效應晶體管的源極，可以達到精確的和線性的增益控制，而不管參考電壓的起伏如何。增益控制工作電壓的設置可按照希望改變。在上述的配置中，將不同的增益控制電壓加到兩個或多個場效應晶體管的柵極，但它們實際上被看作為一個控制電壓，因為只是改變電壓值。
在又一個結構中，將具有不同門限電壓的場效應晶體管用作為串聯(lián)連接的至少兩個場效應晶體管。通過這個結構，可以達到極精確的增益控制，因為增益控制是通過使用單個增益控制電壓實行的。而且，由于同一個參考電壓被加到用作為串聯(lián)可變電阻的至少兩個場效應晶體管的源極，可以達到精確的和線性的增益控制，而不管參考電壓的起伏如何。而且，這個配置用來簡化電路結構，因為可以減少要加上的電壓數(shù)目。
圖1是表示按照本發(fā)明的第一實施例的蜂窩移動電話終端的結構的方框圖；圖2是表示圖1的蜂窩移動電話終端中的衰減器的結構的方框圖；圖3是表示圖2的衰減器的詳細結構的電路圖；圖4是表示圖2的衰減器的增益控制電壓對增益控制特性的圖；圖5是表示圖2的衰減器中增益控制電壓對900kHz相鄰信道泄漏功率的圖；圖6是表示了當偏置電阻38，39，和40被提供成使得參考電壓可被加到各個可變電阻時，圖3上的衰減器的詳細結構的電路圖；圖7是表示按照本發(fā)明的第二實施例的蜂窩移動電話終端中衰減器的結構的方框圖；圖8是表示圖7的衰減器的詳細結構的電路圖9是表示當偏置電阻36和37被提供成使得不同的電壓可被加到形成串聯(lián)可變電阻的場效應晶體管21和25的控制柵極時和當偏置電阻41、39、和40被提供成使得參考電壓可被加到各個可變電阻時，圖8上的衰減器的詳細結構的電路圖；圖10是表示按照本發(fā)明的第三實施例的蜂窩移動電話終端中衰減器的結構的方框圖；圖11是表示圖10的衰減器的詳細結構的電路圖；圖12是表示當偏置電阻41、39、和40被提供成使得參考電壓可被加到各個可變電阻時，圖10上的衰減器的詳細結構的電路圖；圖13是表示蜂窩移動電話終端相對于基站的位置關系的示意圖；圖14是表示從各個信道接收的信號強度的說明圖；圖15是表示現(xiàn)有技術的蜂窩移動電話終端的結構的方框圖；圖16是表示在圖15的蜂窩移動電話終端中使用的衰減器的結構的電路圖；圖17是表示圖16的衰減器的增益控制電壓對增益控制特性的圖；圖18是表示增益控制器的輸出電平相對于增益控制電壓的特性圖；圖19是表示可變增益中頻放大器的輸出電平相對于增益控制電壓的特性圖；以及圖20是用于說明與現(xiàn)有技術有關的問題的說明圖。
現(xiàn)在將參照圖1到6描述本發(fā)明的第一實施例。
圖1是表示按照本發(fā)明的第一實施例的蜂窩移動電話終端的結構的方框圖。將參照圖1描述按照本發(fā)明的第一實施例的蜂窩移動電話終端的結構和運行。
如圖1所示，蜂窩移動電話終端用微計算機邏輯塊等構建，它包括處理話音信號的基帶部分101，和射頻收發(fā)信機部分201，把由基帶部分101處理的話音信號當作為輸入，并執(zhí)行與基站的通信。
射頻收發(fā)信機部分201包括發(fā)射機部分250，產生用于發(fā)送到基站的信號，以及接收機部分220，接收從基站發(fā)送的信號。
發(fā)射機部分250包括中頻部分260，它執(zhí)行用于從基帶部分101供給的話音信號的調制和變頻的超外差，以及射頻部分270，它放大從中頻部分260輸出的射頻信號和把它通過雙工器310提供給天線300。
中頻部分260包括調制器231，和混頻器233，用于把調制器231的輸出變頻成射頻信號。在這里不提供可變增益中頻放大器。
射頻部分270包括增益控制器271，用于控制從中頻部分260輸出的射頻信號的增益，以及功率放大器242，用于放大增益控制器271的輸出信號的功率。增益控制器271能夠在70dB或更大的范圍內以±1dB的線性度改變增益。在這種情況下，增益是通過使用連續(xù)變化的增益控制電壓以連續(xù)方式被控制的。
增益控制器271包括前端放大器(中功率放大器)243和衰減器274，用于改變要被輸入到與前端放大器243級聯(lián)的功率放大器(高功率放大器)242的射頻信號的增益。衰減器274具有在70dB或更大的范圍內以±1dB的線性度改變衰減量的功能，以便在70dB或更大的范圍內以±1dB的線性度改變增益。在這個實施例中，功率放大是通過使用由前端放大器243和功率放大器242組成的兩級放大器實行的，但功率放大可以通過使用單級放大器來實現(xiàn)。
基帶部分101包括用微計算機邏輯等構建的控制部分120?？刂撇糠?20檢測功率放大器242的輸出電平，同時也檢測由接收機部分220接收的信號的信號強度，根據(jù)接收信號的信號強度設定對于功率放大器242的輸出電平目標值，把功率放大器242的輸出電平與功率放大器242的輸出電平目標值進行比較，以及把響應于比較結果的增益控制電壓Vc加到衰減器274，由此控制了在反饋環(huán)中的衰減器274的增益，以使得功率放大器242的輸出電平與功率放大器242的輸出電平目標值相一致。在這種情況下，如前所述，衰減器274的增益是在70dB或更大的范圍內以連續(xù)的方式被控制的。
在上述的蜂窩移動電話終端中，在70dB或更大的寬范圍內具有±1dB的線性度的增益控制是如上所述地只通過增益控制器的增益控制而完成的。按照IS-95標準，混頻器233的輸入級工作在200MHz頻段，以及混頻器233的輸出級工作在837MHz頻段。當蜂窩移動電話終端工作在最大輸出時，在各個部分的信號電平為在功率放大器242的輸出端為+30dBm(0dBm＝1mW)，在增益控制器271的輸出端為+5dBm，在混頻器233的輸出端為-20dBm，在調制器231的輸出端為-25dBm。
這里假定70dB范圍內的增益控制是在增益控制器271中實行的，在調制器231的輸出端處的信號電平是恒定在-25dBm上。而且，在混頻器233的輸出端處的信號電平是恒定在-20dBm上。在增益控制器271的輸出端處的信號電平在+5dBm到-65dBm范圍內變化。在功率放大器242的輸出端處的信號電平在+30dBm到-40dBm范圍內變化。
下面，就參照圖2到6描述衰減器274的詳細結構和運行。
圖2是表示衰減器(半導體集成電路器件)274的結構的簡化方框圖，以及圖3是表示衰減器274的詳細結構的電路圖。衰減器274被集成在單個半導體(GaAs)基片上。所說明的電路也可被集成在硅基片上；在這種情況下，微計算機邏輯塊可被集成在同一個基片上。
通過使用所說明的結構的衰減器和利用其中增益線性地變化的區(qū)域進行增益的連續(xù)控制，比起使用單個串聯(lián)的可變電阻的結構來說，可以完成在寬范圍內具有優(yōu)異的線性度的增益控制。結果，在寬范圍內具有優(yōu)異的線性度的增益控制可以通過使用衰減器來達到，而不用把它與由中頻放大器執(zhí)行的控制相組合。也有可能通過增加串聯(lián)可變電阻的數(shù)目來達到在寬范圍內具有優(yōu)異的線性度的增益控制。
如圖2和3所示，衰減器包括信號線55，它包含至少兩個串聯(lián)的可變電阻51和52，被連接在作為信號輸入部分的輸入端34與作為信號輸出部分的輸出端35之間，以及并聯(lián)可變電阻53和54分別被連接在地線57與輸入端34和輸出端35之間。地線57被連接到地GND，它是基礎電位部分。增益控制線56被連接到可變電阻51，52，53，和54。在所說明的衰減器中，作為參考電壓加入部分的參考電壓加入端23，27，31，和33分別被連接到可變電阻51，52，53，和54，參考電壓Vref1，Vref2，Vref3，和Vref4被加到各自的參考電壓加入端23，27，31，和33。而且，作為增益控制電壓加入部分的增益控制電壓加入端19通過增益控制線56被連接到每個可變電阻51，52，53，和54。這里，電路可被做成使得公共參考電壓被加到并聯(lián)的可變電阻53和54。這也適用于這里描述的其它實施例。
可變電阻51，52，53，和54是通過至少使用場效應晶體管21，25，16，和28以及被連接到各個場效應晶體管的柵極的電阻22，26，20，和32而被構建的。形成在輸入側的串聯(lián)可變電阻51的場效應晶體管21的漏極被連接到輸入端34，其源極被連接到電容24的一端。形成在輸出側的串聯(lián)可變電阻52的場效應晶體管25的漏極被連接到電容的另一端，其源極被連接到輸出端35。另一方面，形成在輸入側的并聯(lián)可變電阻53的場效應晶體管16的漏極通過電容17被連接到輸入端34，其源極通過電容18和通過地線57被連接到地GND。同樣地，形成在輸出側的并聯(lián)可變電阻54的場效應晶體管28的漏極通過電容29被連接到輸出端35，其源極通過電容30和通過地線57被連接到地GND。
而且，形成可變電阻51的場效應晶體管21的柵極通過電阻22和增益控制線56被連接到增益控制電壓加入端19；形成可變電阻52的場效應晶體管25的柵極通過電阻26和增益控制線56被連接到增益控制電壓加入端19；形成可變電阻53的場效應晶體管16的源極通過增益控制線56被連接到增益控制電壓加入端19；以及形成可變電阻54的場效應晶體管28的源極通過增益控制線56被連接到增益控制電壓加入端19。
來自參考電壓加入端23和27的參考電壓Vref1和Vref2分別被加到形成可變電阻51和52的場效應晶體管21和25的源極，而來自參考電壓加入端31和33的參考電壓Vref3和Vref4分別通過各自的電阻21和32被加到形成可變電阻53和54的場效應晶體管16和28的柵極。
這里，電容17，18，24，29，和30用來阻止DC電壓的加入，而電阻20，22，26，和32每個用來阻擋射頻信號的滲入。
為了阻擋射頻信號的滲入，對于每個電阻20，22，26，和32設定上限值和下限值，例如，如下面描述的。下限值是1kΩ。這樣設定的理由是除非提供20dB或更大的隔離，否則射頻信號可能滲入，增加損耗等等，從而影響控制特性；當把下限設定為以上數(shù)值時，可以得到20dB或更大的隔離。
上限值是100kΩ。這樣設定的理由是當例如1μA的柵極泄漏電流流入場效應晶體管中時，如果被連接到場效應晶體管的柵極的電阻的阻值是100kΩ，則電阻上的電壓降VDROP被給出為
VDROP＝1×10-6×100×103＝0.1(V)這意味著如果電阻值超過100kΩ，則控制電壓的位移超過0.1V，這對于控制特性造成很大的影響。
下面就說明具有以上結構的衰減器的運行。便攜式終端以從鋰電池等供給的大約3.0V的最大電壓運行。每個場效應晶體管的門限電壓是指為使得可變電阻開始其增益控制運行所需要的偏壓；這里，形成串聯(lián)可變電阻51與52和并聯(lián)可變電阻53與54的場效應晶體管被選擇為具有相同的門限電壓。在這個實施例中，門限電壓被選為-0.7V。
不同數(shù)值的參考電壓Vref1和Vref2被加到串聯(lián)可變電阻51和52的參考電壓加入端23和27，而相同數(shù)值的參考電壓Vref3和Vref4被加到并聯(lián)可變電阻53和54的參考電壓加入端31和33。被加到串聯(lián)可變電阻51和52的參考電壓加入端23和27的參考電壓Vref1和Vref2被設定為使得被加到在輸入側的參考電壓加入端23的參考電壓Vref1比起被加到在輸出側的參考電壓加入端27的參考電壓Vref2高一個相應于線性增益控制運行電壓范圍寬度(0.2到0.3V)的值。
參考電壓Vref1，Vref2，Vref3，和Vref4應當被設定為使得串聯(lián)可變電阻51與52和并聯(lián)可變電阻53與54的線性增益控制運行電壓范圍可被看作為基本上互相連續(xù)的。這也適用于這里所描述的其它實施例。
這里，由場效應晶體管形成的每個可變電阻，當其柵極到源極的電壓VGS降低到低于場效應晶體管的門限電壓Vth(VGS≤Vth)時，被完全關斷，并呈現(xiàn)最大的電阻值。每個場效應晶體管的柵極到源極的電壓VGS由柵極電壓VG和源極電壓VS之間的差值(VG-VS)表示，以及電阻值按照增益控制電壓Vc1分別和參考電壓Vref1，Vref2，Vref3，或Vref4的組合而變化。因此，通過改變參考電壓Vref1，Vref2，Vref3，和Vref4的設定值，有可能控制增益控制電壓Vc1的范圍，在這個增益控制電壓下，可以通過各自的可變電阻來控制增益。
相對于增益控制電壓Vc1的增益控制范圍可以在串聯(lián)可變電阻51與52和并聯(lián)可變電阻53與54之間加以分開，以使得串聯(lián)可變電阻52負責低電壓范圍的增益控制，串聯(lián)可變電阻51負責中間電壓范圍的增益控制，以及并聯(lián)可變電阻53和54負責高電壓范圍的增益控制，但是次序是可以顛倒的，以及可以按照適當情況來設定。例如，串聯(lián)可變電阻52可被設定為執(zhí)行中間電壓范圍的增益控制，串聯(lián)可變電阻51為執(zhí)行低電壓范圍的增益控制，以及并聯(lián)可變電阻53和54為執(zhí)行高電壓范圍的增益控制。替換地，并聯(lián)可變電阻53和54可被設定為執(zhí)行低電壓范圍的增益控制，串聯(lián)可變電阻52為執(zhí)行中間電壓范圍的增益控制，以及串聯(lián)可變電阻51為執(zhí)行高電壓范圍的增益控制。而且，并聯(lián)可變電阻53和54可被設定為執(zhí)行低電壓范圍的增益控制，串聯(lián)可變電阻51為執(zhí)行中間電壓范圍的增益控制，以及串聯(lián)可變電阻52為執(zhí)行高電壓范圍的增益控制。
如上所述，在執(zhí)行連續(xù)增益控制時，用于串聯(lián)可變電阻51的參考電壓Vref1，用于串聯(lián)可變電阻52的參考電壓Vref2，用于并聯(lián)可變電阻53和54的參考電壓Vref3和Vref4被適當?shù)卦O定為使得串聯(lián)可變電阻51和52以及并聯(lián)可變電阻53和54的增益控制作用范圍以平滑連續(xù)的方式銜接；這樣，具有優(yōu)異的線性度的增益可通過使用單個增益控制電壓而在70dB或更大的寬范圍內實行。
圖4是表示圖3所示的衰減器的增益控制電壓Vc1對增益控制特性的圖。下面將參照圖4描述圖3的衰減器的運行。
假定所有的場效應晶體管的門限電壓是-0.7V，參考電壓Vref1被設定為1.9V，參考電壓Vref2被設定為1.6V，和參考電壓Vref3和Vref4被設定為1.1V。
當0到0.9V的電壓被加到增益控制電壓加入端19(圖4上的增益控制電壓范圍(a))時，串聯(lián)可變電阻51和52的電阻值RON(T-FET21)和RON(T-FET25)都處在最小水平，而每個并聯(lián)可變電阻53和54的電阻值RON(S-FET16，28)保持在其最小水平；結果，從輸入端34輸入的信號被衰減，增益沒有增加，因此在輸出端35處的輸出信號的幅度POUT處在其最小水平。
當大于0.9V的電壓被加到增益控制電壓加入端19(圖4上的增益控制電壓范圍(b))時，在輸出側的串聯(lián)可變電阻52的電阻值RON(T-FET25)開始減小，而每個并聯(lián)可變電阻53和54的電阻值RON(S-FET16，28)保持在其最小水平以及在輸入側的串聯(lián)可變電阻51的電阻值RON(T-FET21)保持在最大水平上；結果，輸出信號的幅度POUT增加。通常，其中由場效應晶體管形成的可變電阻實行線性增益控制運行的增益控制電壓運行范圍，是大約0.2到0.3V寬；所以增益線性地增加24dB，直至加到增益控制電壓加入端19的電壓達到1.2V為止。
當加到增益控制電壓加入端19的電壓達到1.2V(圖4上的增益控制電壓范圍(c))時，在輸出側的串聯(lián)可變電阻52的電阻值RON(T-FET25)一直在假定，現(xiàn)在達到最小水平，而在輸入側的串聯(lián)可變電阻51的電阻值RON(T-FET21)一直保持在最大水平上，現(xiàn)在開始降低，以使得輸出信號的幅度POUT繼續(xù)以相同的靈敏度增加。增益線性地增加24dB，直至加到增益控制電壓加入端19的電壓達到1.5V為止。同時，每個并聯(lián)可變電阻53和54的電阻值RON(S-FET16，28)保持在最小水平上。
當加到增益控制電壓加入端19的電壓達到1.5V(圖4上的增益控制電壓范圍(d))時，在輸入側的串聯(lián)可變電阻51的電阻值RON(T-FET21)一直在降低，現(xiàn)在達到最小水平，在輸出側的串聯(lián)可變電阻52的電阻值RON(T-FET25)一直在假定，現(xiàn)在達到最小水平，即在輸入側的串聯(lián)可變電阻51的電阻值RON(T-FET21)一直保持的相同的水平，而另一方面，每個并聯(lián)可變電阻53和54的電阻值RON(S-FET16，28)一直保持在最小水平上，現(xiàn)在開始增加，以使得輸出信號的幅度POUT線性地增加23dB，這次以不同于在0.9到1.5V的電壓范圍時的靈敏度增加。
當加到增益控制電壓加入端19的電壓達到1.8V(圖4上的增益控制電壓范圍(e))時，每個并聯(lián)可變電阻53和54的電阻值RON(S-FET16，28)現(xiàn)在處在最大水平，而串聯(lián)可變電阻51和52的電阻值RON(T-FET21)和RON(T-FET25)保持在最小水平上；結果輸出信號的幅度POUT達到最大值。在這時，這個衰減器的增益控制范圍是71dB。如果加到增益控制電壓加入端19的電壓大于1.8V，則串聯(lián)可變電阻51和52的電阻值RON(T-FET21)和RON(T-FET25)保持為最小值，以及并聯(lián)可變電阻53和54的電阻值RON(S-FET16，28)保持為最大值，以使得輸出信號的幅度POUT保持為最大值。
如上所述，按照這個實施例，衰減器是通過以多級結構形式把串聯(lián)可變電阻51和52(每個由場效應晶體管實現(xiàn))與插入在其中間的電容24相連接而被構建的，串聯(lián)可變電阻51和52的工作點被移位成互相隔開一個相應于線性增益控制運行范圍寬度的量；結果，由于串聯(lián)可變電阻51和52的線性運行范圍可以是銜接的，增益控制量可以由控制電壓在寬范圍內線性地控制。把串聯(lián)可變電阻51和52的工作點設置為互相隔開一個相應于線性增益控制運行范圍寬度的量，可通過使用外部微計算機調節(jié)各個參考電壓而來完成。
因此，在蜂窩移動電話終端的射頻部分，具有±1dB平坦度的增益控制可使用單個半導體器件來實現(xiàn)。由于消除了，如在現(xiàn)有技術中所需要的，對于控制電壓步驟切換的需要，有可能避免從功率放大器的輸出電平目標值的瞬時偏差，它是由于切換控制步驟而發(fā)生的；這用來提高在蜂窩移動電話終端中實行的增益控制的精確度。再者，由于增益控制是僅僅使用一個增益控制電壓完成的，所以控制部分120的電路結構可被簡化。而且，由于中頻部分260中的可變增益中頻放大器可被省略，達到空間節(jié)省設計，導致進一步減小蜂窩移動電話終端的尺寸。
在CDMA系統(tǒng)中，由于所有的信號是在同一個時間和頻率域中通過分配唯一的代碼給每個信號被處理的，裝置失真特性變成為非常重要的因子。具體地，在以上的實施例中，由場效應晶體管形成的串聯(lián)可變電阻51和52的工作點被移位成互相隔開一個相應于線性增益控制運行范圍寬度的量，以便響應于增益控制電壓Vc1使得在輸出側的串聯(lián)可變電阻52提前于輸入側的串聯(lián)可變電阻51投入運行；這提供了能夠擴散輸入側串聯(lián)可變電阻51、輸出側串聯(lián)可變電阻52、和并聯(lián)可變電阻53與54的失真特性的惡化點的結果，消除了惡化的失真功率疊加的可能性。結果，失真特性的惡化可通過把以上的控制運行與并聯(lián)可變電阻53與54的運行相組合而被防止。如圖5所示，與串聯(lián)可變電阻51和52以類似的結構同時被運行的情況相比較，在失諧900kHz處的相鄰的信道泄漏功率(ACP 900kHz)上，失真特性改進約4dBc。
在以上的實施例中，由場效應晶體管形成的串聯(lián)可變電阻51和52的工作點被移位成互相隔開一個相應于線性增益控制運行范圍寬度的量，以便響應于增益控制電壓Vc1使得在輸出側的串聯(lián)可變電阻52提前于輸入側的串聯(lián)可變電阻51投入運行，但將會看到，如果輸入側串聯(lián)可變電阻51首先運行，可以得到同樣的特性。這在微計算機邏輯塊中設定控制電壓時，提供了更大的自由度。
而且，在以上的實施例中，參考電壓加入端23和27被分別提供用于輸入側串聯(lián)可變電阻51和輸出側串聯(lián)可變電阻52，以及參考電壓加入端31和33被分別提供用于并聯(lián)可變電阻53和54，但相反，參考電壓可通過偏置電阻38、39、和40被加上，正如圖6所示。在這種情況下，電路結構可被簡化，因為只使用一個參考電壓加入端。偏置電阻38、39、和40，每個用來阻擋射頻信號的滲入。每個偏置電阻38、39、和40被選擇為具有不小于約5kΩ、但不大于100kΩ的電阻值，以便阻擋射頻信號的滲入。
下面將說明為什么每個偏置電阻38、39、和40應當被選擇為具有不小于約5kΩ、但不大于100kΩ的電阻值的原因。
首先，對于設定下限值為5kΩ的理由為如下。偏置電阻38與場效應晶體管25并聯(lián)連接，增益是通過改變場效應晶體管25的電阻而被控制的?，F(xiàn)在，假定偏置電阻38的電阻值小于5kΩ；在這種情況下，即使場效應晶體管25的電阻增加，也不會使得偏置電阻38與場效應晶體管25的并聯(lián)電路的合成電阻大于約5kΩ，結果，增益控制范圍減小，以及不能以高的精度控制增益。也就是，不能防止射頻信號的滲入。而且，如果偏置電阻39和40的電阻值都很小，則射頻信號將傳送到地；所以，需要5kΩ或更大的電阻(40dB或更大的隔離)。另外，當參考電壓Vref1是3V時，流過偏置電阻38、39和40的電流為I＝3V/15kΩ＝200μA或更大，增加功率消耗。
接著，對于設定上限值為100kΩ的理由為如下。當參考電壓Vref1是3V時，流過偏置電阻38、39和40的電流為I＝3V/300kΩ＝10μA現(xiàn)在，在偏置電阻38上的電壓為V＝10μA×100kΩ＝1V在這時，如果1μA的泄漏電流流過場效應晶體管，則出現(xiàn)1μA×100kΩ＝0.1V的偏壓變化；結果，增益控制特性出現(xiàn)偏移，不能實行精確的增益控制。
而且，在以上的實施例中，參考電壓加入端23和27被提供以使得不同的電壓可被加到分別用作為串聯(lián)可變電阻51和52的場效應晶體管的源極，但相反，如圖7和8所示(第二實施例)，增益控制電壓輸入部分42和19可被提供用于串聯(lián)可變電阻51和52，以使得增益控制電壓Vc1和Vc2(二者的差值為相應于線性增益控制運行范圍的寬度)可被加到各自的場效應晶體管的柵極。在圖7和8上，參考數(shù)字58表示第一增益控制線，以及參考數(shù)字59表示第二增益控制線。
在這個結構中，被加到增益控制電壓加入部分42的增益控制電壓Vc1只需要被設定為大于被加到增益控制電壓加入部分19的增益控制電壓Vc2一個相應于線性增益控制運行范圍的寬度的數(shù)值，這消除了正如在現(xiàn)有技術的使用多種不同的增益控制器件的結構中所需要的、對于復雜的電壓設置的需要。而且，由于同一個參考電壓Vref1被加到用作為串聯(lián)可變電阻51和52的場效應晶體管21和25的源極，可以達到精確的和線性的增益控制，而不管參考電壓Vref1的起伏。被插入在參考電壓加入端23和用作為串聯(lián)可變電阻51和52的場效應晶體管21和25的源極之間的電阻41用來阻擋射頻信號，以及被選擇為具有不小于約5kΩ、但不大于100kΩ的電阻值。
下面將說明為什么電阻41應當被選擇為具有不小于約5kΩ、但不大于100kΩ的電阻值的原因。
首先，對于設定下限值為5kΩ的理由為如下。電阻41與場效應晶體管25并聯(lián)連接，增益是通過改變場效應晶體管25的電阻而被控制的?，F(xiàn)在，假定電阻41的電阻值小于5kΩ；在這種情況下，即使場效應晶體管25的電阻增加，也不能使得電阻41與場效應晶體管25的并聯(lián)電路的合成電阻大于約5kΩ，結果，增益控制范圍減小，以及不能以高的精度控制增益。也就是，不能防止射頻信號的滲入。
接著，對于設定上限值為100kΩ的理由為如下。如果泄漏電流(約1μA)流過場效應晶體管，在電阻41上的電位差將超過V＝1μA×100kΩ＝0.1V這樣，導致偏壓變化和使得精確的增益控制不可能。
同樣地，如圖9所示，偏置電阻36和37可被提供以使得兩個電壓(二者的差值為相應于線性增益控制運行范圍的寬度)可被加到用作為串聯(lián)可變電阻51和52的各自的場效應晶體管21和25的柵極。在這種情況下，微計算機邏輯設置可被簡化，因為只使用一個增益控制電壓Vc1；而且，由于同一個參考電壓Vref1被加到用作為串聯(lián)可變電阻51和52的場效應晶體管21和25的源極，可以達到精確的和線性的增益控制，甚至不管參考電壓的起伏。對于參考電壓，也可以通過偏置電阻41、39、和40加上該電壓。在這種情況下，電路結構可被簡化，因為只需要提供一個參考電壓加入端。偏置電阻41、39、和40，每個用來阻止射頻信號的滲入。每個偏置電阻41、39、和40被選擇為具有不小于約5kΩ、但不大于100kΩ的電阻值，以便阻擋射頻信號的滲入。用于設定電阻值在這個范圍內的理由是和參照圖6所描述的理由同樣的。
再者，在以上的第二實施例中，參考電壓加入端23和27被提供以使得不同的電壓可被加到分別用作為串聯(lián)可變電阻51和52的各自的場效應晶體管21和25的源極，但替換地，相同的參考電壓和相同的增益控制電壓可被加到用作為串聯(lián)可變電阻51和52的場效應晶體管21和25的源極，如圖10或11所示，以及它們的工作點的移位可通過從其門限電壓相差一個相應于線性增益控制運行范圍寬度的數(shù)值的場效應晶體管構建場效應晶體管21和25(第三實施例)。在這種情況下，雖然處理步驟數(shù)目增加，但電壓加入端的數(shù)目可被減小，因此電路結構可被簡化，如圖10和11所示。而且，由于同一個參考電壓被加到用作為串聯(lián)可變電阻51和52的場效應晶體管21和25的源極，可以達到精確的和線性的增益控制，而不管參考電壓的起伏。被插入在參考電壓加入端23和用作為串聯(lián)可變電阻51和52的場效應晶體管21和25的源極之間的電阻41用來阻止射頻信號的滲入。
再者，如圖12所示，參考電壓可以通過偏置電阻41、39、和40被加上。在這種情況下，電路結構可被簡化，因為只需要提供一個參考電壓加入端。偏置電阻41、39、和40，每個用來阻擋射頻信號的滲入。
以上的每個實施例采用了一種結構，其中兩個可變電阻，在輸入側的串聯(lián)可變電阻51和在輸出側的串聯(lián)可變電阻，每個由一個場效應晶體管實施，以多級結構進行連接，但將會看到，可以有大量的可變電阻以多級結構進行連接；當以多級結構進行連接的可變電阻的數(shù)目增加時，對于控制電壓的線性信號控制范圍可以相應地增加，因為串聯(lián)可變電阻的線性運行范圍可以被銜接。
而且，在以上的實施例中，沒有元件被插入，與形成可變電阻51、52、53、和54的場效應晶體管21、25、16、和28的漏極/源極進行并聯(lián)，但為了壓縮在場效應晶體管21、25、16、和28之間在電阻率上的變化以及為了控制每個晶體管的可變電阻范圍，可以插入電阻或類似的元件與每個場效應晶體管21、25、16、和28的漏極/源極進行并聯(lián)。這用來穩(wěn)定每個可變電阻的增益控制量，以及達到極精確的增益控制。
在以上的實施例中，用作為可變電阻51、52、53、和54的場效應晶體管21、25、16、和28，每個被做成為具有一個單個柵極，但可以使用具有兩個或兩個以上的柵極的晶體管(多柵極類型)；由于柵極數(shù)目增加，增益增加，即使對于高頻輸入信號，也可以控制增益，而同時壓縮失真特性的惡化。
當形成可變電阻51、52、53、和54的場效應晶體管21、25、16、和28都是單個柵極類型時，場效應晶體管21、25、16、和28不一定必須被選擇為具有相同的柵極寬度，但如果它們被選擇為具有相同的柵極寬度，則兩個并聯(lián)可變電阻53和54的組合的增益控制特性可被做成為與兩個串聯(lián)可變電阻51和52的每個的增益控制特性相一致，以及增益控制的線性度可以大大地提高。
再者，以上的實施例，每個都涉及這種結構，其中場效應晶體管21、25、16、和28用于可變電阻51、52、53、和54，但本發(fā)明并不限于這種具體結構；例如，可以使用如二極管那樣的其它器件。
至今所描述的衰減器不單可被應用于CDMA系統(tǒng)，也可應用于其它移動通信系統(tǒng)(PDC，GSM，PCS，寬帶CDMA，DCS，PHS等等)。
權利要求
1.一種蜂窩移動電話終端包括基帶部分(101)，用于處理話音信號；以及射頻收發(fā)信機部分(210)，用于把由所述基帶部分(101)處理的話音信號當作為輸入和用于執(zhí)行與基站的通信，其中所述射頻收發(fā)信機部分(201)包括發(fā)射機部分(250)，產生用于發(fā)送到所述基站的信號；以及接收機部分(220)，用于接收從所述基站發(fā)送的信號，所述發(fā)射機部分(250)包括中頻部分(260)，為對從所述基帶部分(101)供給的話音信號的調制和變頻執(zhí)行超外差；以及射頻部分(270)，用于放大從所述中頻部分(260)輸出的射頻信號和用于把所述放大的信號提供給天線，所述射頻部分(270)包括增益控制器(271)，用于控制從所述中頻部分(260)輸出的所述射頻信號的增益；和功率放大器(242)，用于放大所述增益控制器(271)的輸出的功率，其中所述基帶部分(101)包括控制部分，所述控制部分檢測所述功率放大器(242)的輸出電平，同時也檢測由所述接收機部分(220)接收的信號的信號強度，根據(jù)所述接收信號的信號強度設定對于所述功率放大器(242)的輸出電平目標值，把所述功率放大器(242)的輸出電平與所述功率放大器(242)的所述輸出電平目標值進行比較，以及把響應于所述比較結果的增益控制電壓加到所述增益控制器(271)，由此控制在反饋環(huán)中的所述增益控制器(271)的增益，以使得所述功率放大器(242)的輸出電平與所述功率放大器(242)的所述輸出電平目標值相一致；以及所述增益控制器(271)包括信號線(55)包含至少兩個串聯(lián)的可變電阻(51)和(52)，連接在對于射頻信號的信號輸入部分(34)與信號輸出部分(35)之間；以及并聯(lián)的可變電阻(53)和(54)，分別被連接在地線(57)與所述信號輸入部分(34)和所述信號輸出部分(35)之間，其中所述增益控制器(271)通過被加到增益控制電壓加入部分(19)的所述增益控制電壓控制每個所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)的增益，線性地和以基本上連續(xù)的方式控制所述功率放大器電路(242)的輸出。
2.一種蜂窩移動電話終端包括基帶部分(101)，用于處理話音信號；以及射頻收發(fā)信機部分(210)，用于把由所述基帶部分(101)處理的話音信號當作為輸入和用于執(zhí)行與基站的通信，其中所述射頻收發(fā)信機部分(201)包括發(fā)射機部分(250)，產生用于發(fā)送到所述基站的信號；以及接收機部分(220)，用于接收從所述基站發(fā)送的信號，所述發(fā)射機部分(250)包括中頻部分(260)，為對從所述基帶部分(101)供給的話音信號的調制和變頻執(zhí)行超外差；以及射頻部分(270)，用于放大從所述中頻部分(260)輸出的射頻信號和用于把所述放大的信號提供給天線，所述射頻部分(270)包括增益控制器(271)，用于控制從所述中頻部分(260)輸出的所述射頻信號的增益；和功率放大器(242)，用于放大所述增益控制器(271)的輸出的功率，其中所述基帶部分(101)包括控制部分，所述控制部分檢測所述功率放大器(242)的輸出電平，同時也檢測由所述接收機部分(220)接收的信號的信號強度，根據(jù)所述接收信號的信號強度設定對于所述功率放大器(242)的輸出電平目標值，把所述功率放大器(242)的輸出電平與所述功率放大器(242)的所述輸出電平目標值進行比較，以及把響應于所述比較結果的增益控制電壓加到所述增益控制器(271)，由此控制在反饋環(huán)中的所述增益控制器(271)的增益，以使得所述功率放大器(242)的輸出電平與所述功率放大器(242)的所述輸出電平目標值相一致；以及所述增益控制器(271)包括信號線(55)包含至少兩個串聯(lián)的可變電阻(51)和(52)，和連接在對于射頻信號的信號輸入部分(34)與信號輸出部分(35)之間；以及并聯(lián)的可變電阻(53)和(54)，分別被連接在地線(57)與所述信號輸入部分(34)和所述信號輸出部分(35)之間；參考電壓加入部分(23)，(27)，(31)，和(33)，分別被連接到所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)；以及增益控制電壓加入部分(19)，通過所述增益控制線(56)被連接到每個所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)，用于加入所述增益控制電壓。
3.按照權利要求2的蜂窩移動電話終端，其中所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)至少由場效應晶體管(21)，(25)，(16)，和(28)形成，其柵極分別被連接到電阻(22)，(26)，(20)，(32)，以及其中形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的柵極分別通過所述電阻(22)與(26)和通過所述增益控制線(56)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極分別通過所述電阻(20)與(32)被連接到所述增益控制電壓加入部分(31)和(33)；形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的源極分別被連接到所述參考電壓加入部分(23)和(27)，所述可變電阻(51)和(52)通過電容(24)被串聯(lián)連接；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極通過所述增益控制線(56)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的漏極分別通過電容(17)和(29)被連接到所述信號輸入部分(34)和所述信號輸出部分(35)；以及形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極分別通過電容(18)與(30)和通過所述地線(57)被連接到基礎電位部分(GND)。
4.按照權利要求2的蜂窩移動電話終端，其中被加到所述參考電壓加入部分(23)的電壓大于被加到所述參考電壓加入部分(27)的電壓。
5.按照權利要求2的蜂窩移動電話終端，其中被加到所述參考電壓加入部分(23)的電壓比被加到所述參考電壓加入部分(27)的電壓大一個相應于增益控制電壓范圍的數(shù)值，在該范圍內所述可變電阻(52)執(zhí)行線性增益控制操作。
6.按照權利要求2的蜂窩移動電話終端，其中被加到所述參考電壓加入部分(31)和(33)的電壓被設定為使得其中所述可變電阻(53)和(54)執(zhí)行線性增益控制運行的增益控制電壓范圍變成為與其中所述可變電阻(51)和(52)執(zhí)行線性增益控制運行的增益控制電壓范圍是連續(xù)的。
7.按照權利要求2的蜂窩移動電話終端，其中所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)至少由場效應晶體管(21)，(25)，(16)，和(28)形成，其柵極分別被連接到電阻(22)，(26)，(20)，(32)，以及其中形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的柵極分別通過所述電阻(22)與(26)和通過所述增益控制線(56)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極分別通過所述電阻(20)與(32)被連接在一起；電阻(38)被插入在形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的源極之間；電阻(39)被插入在形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的源極與通過所述電阻(20)和(32)被連接到形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極的部分(61)之間；電阻(40)被插入在基礎電位部分(GND)與通過所述電阻(20)和(32)被連接到形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極的所述部分(61)之間；所述參考電壓加入部分(23)被連接到形成所述可變電阻(51)的所述場效應晶體管(21)的源極；所述可變電阻(51)和(52)通過電容(24)被串聯(lián)連接；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極通過所述增益控制線(56)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的漏極分別通過電容(17)和(29)被連接到所述信號輸入部分(34)和所述信號輸出部分(35)；以及形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極分別通過電容(18)與(30)和通過所述地線(57)被連接到所述基礎電位部分(GND)。
8.一種蜂窩移動電話終端包括基帶部分(101)，用于處理話音信號；以及射頻收發(fā)信機部分(210)，用于把由所述基帶部分(101)處理的話音信號當作為輸入和用于執(zhí)行與基站的通信，其中所述射頻收發(fā)信機部分(201)包括發(fā)射機部分(250)，產生用于發(fā)送到所述基站的信號；以及接收機部分(220)，用于接收從所述基站發(fā)送的信號，所述發(fā)射機部分(250)包括中頻部分(260)，為對從所述基帶部分(101)供給的話音信號的調制和變頻而執(zhí)行超外差；以及射頻部分(270)，用于放大從所述中頻部分(260)輸出的射頻信號和用于把所述放大的信號提供給天線，所述射頻部分(270)包括增益控制器(271)，用于控制從所述中頻部分(260)輸出的所述射頻信號的增益；和功率放大器(242)，用于放大所述增益控制器(271)的輸出的功率，其中所述基帶部分(101)包括控制部分，所述控制部分檢測所述功率放大器(242)的輸出電平，同時也檢測由所述接收機部分(220)接收的信號的信號強度，根據(jù)所述接收信號的信號強度設定對于所述功率放大器(242)的輸出電平目標值，把所述功率放大器(242)的輸出電平與所述功率放大器(242)的所述輸出電平目標值進行比較，以及把響應于所述比較結果的第一和第二增益控制電壓加到所述增益控制器(271)，由此控制在反饋環(huán)中的所述增益控制器(271)的增益，以使得所述功率放大器(242)的輸出電平與所述功率放大器(242)的所述輸出電平目標值相一致；以及所述增益控制器(271)包括信號線(55)包含至少兩個串聯(lián)的可變電阻(51)和(52)，和連接在對于射頻信號的信號輸入部分(34)與信號輸出部分(35)之間；以及并聯(lián)的可變電阻(53)和(54)，分別被連接在地線(57)與所述信號輸入部分(34)和所述信號輸出部分(35)之間；第一增益控制線(58)，被連接到所述可變電阻(51)；增益控制電壓加入部分(42)，通過所述第一增益控制線(58)被連接到所述可變電阻(51)，用于加入所述第一增益控制電壓；第二增益控制線(59)，被連接到所述可變電阻(52)，(53)，和(54)；增益控制電壓加入部分(19)，通過所述第二增益控制線(59)被連接到所述可變電阻(52)，(53)，和(54)，用于加入所述第二增益控制電壓；參考電壓加入部分(23)，被連接到所述可變電阻(51)，(52)；以及參考電壓加入部分(31)和(33)，分別被連接到所述可變電阻(53)，和(54)。
9.按照權利要求8的蜂窩移動電話終端，其中所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)至少由場效應晶體管(21)，(25)，16)，和(28)形成，其柵極分別被連接到電阻(22)，(26)，(20)，(32)，以及其中形成所述可變電阻(51)的所述場效應晶體管(21)的柵極通過所述電阻(22)和通過所述第一增益控制線(58)被連接到所述增益控制電壓加入部分(42)；形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的柵極通過所述電阻(26)和通過所述第二增益控制線(59)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極分別通過所述電阻(20)與(32)被連接到所述增益控制電壓加入部分(31)和(33)；電阻(41)被插入在形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的源極之間；形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的源極被連接到所述參考電壓加入部分(23)；所述可變電阻(51)和(52)通過電容(24)被串聯(lián)連接；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極通過所述第二增益控制線(59)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的漏極分別通過電容(17)和(29)被連接到所述信號輸入部分(34)和所述信號輸出部分(35)；以及形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極分別通過電容(18)與(30)和通過所述地線(57)被連接到基礎電位部分(GND)。
10.按照權利要求8的蜂窩移動電話終端，其中被加到所述參考電壓加入部分(19)的電壓大于被加到所述參考電壓加入部分(42)的電壓。
11.按照權利要求8的蜂窩移動電話終端，其中被加到所述參考電壓加入部分(19)的電壓比被加到所述參考電壓加入部分(42)的電壓大一個相應于增益控制電壓范圍的數(shù)值，在該范圍內所述可變電阻(52)執(zhí)行線性增益控制運行。
12.按照權利要求8的蜂窩移動電話終端，其中被加到所述參考電壓加入部分(31)和(33)的電壓被設定為使得其中所述可變電阻(53)和(54)執(zhí)行線性增益控制運行的增益控制電壓范圍變成為與其中所述可變電阻(51)和(52)執(zhí)行線性增益控制運行的增益控制電壓范圍是連續(xù)的。
13.按照權利要求8的蜂窩移動電話終端，其中所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)至少由場效應晶體管(21)，(25)，(16)，和(28)形成，其柵極分別被連接到電阻(22)，(26)，(20)，(32)，以及其中形成所述可變電阻(51)的所述場效應晶體管(21)的柵極通過所述電阻(22)和通過所述第一增益控制線(58)被連接到所述增益控制電壓加入部分(42)；形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的柵極通過所述電阻(26)和通過所述第二增益控制線(59)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極通過所述電阻(20)與(32)被連接在一起；電阻(41)被插入在形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的源極之間；電阻(39)被插入在形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的源極與通過所述電阻(20)和(32)被連接到形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極的部分(61)之間；電阻(40)被插入在基礎電位部分(GND)與通過所述電阻(20)和(32)被連接到形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極的所述部分(61)之間；所述參考電壓加入部分(23)被連接到形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的源極；所述可變電阻(51)和(52)通過電容(24)被串聯(lián)連接；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極通過所述第二增益控制線(59)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的漏極分別通過電容(17)和(29)被連接到所述信號輸入部分(34)和所述信號輸出部分(35)；以及形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極分別通過電容(18)與(30)和通過所述地線(57)被連接到所述基礎電位部分(GND)。
14.一種蜂窩移動電話終端包括基帶部分(101)，用于處理話音信號；以及射頻收發(fā)信機部分(210)，用于把由所述基帶部分(101)處理的話音信號當作為輸入和用于執(zhí)行與基站的通信，其中所述射頻收發(fā)信機部分(201)包括發(fā)射機部分(250)，產生用于發(fā)送到所述基站的信號；以及接收機部分(220)，用于接收從所述基站發(fā)送的信號，所述發(fā)射機部分(250)包括中頻部分(260)，為對從所述基帶部分(101)供給的話音信號的調制和變頻而執(zhí)行超外差；以及射頻部分(270)，用于放大從所述中頻部分(260)輸出的射頻信號和用于把所述放大的信號提供給天線，所述射頻部分(270)包括增益控制器(271)，用于控制從所述中頻部分(260)輸出的所述射頻信號的增益；和功率放大器(242)，用于放大所述增益控制器(271)的輸出的功率，其中所述基帶部分(101)包括控制部分，所述控制部分檢測所述功率放大器(242)的輸出電平，同時也檢測由所述接收機部分(220)接收的信號的信號強度，根據(jù)所述接收信號的信號強度設定對于所述功率放大器(242)的輸出電平目標值，把所述功率放大器(242)的輸出電平與所述功率放大器(242)的所述輸出電平目標值進行比較，以及把響應于所述比較結果的增益控制電壓加到所述增益控制器(271)，由此控制在反饋環(huán)中的所述增益控制器(271)的增益，以使得所述功率放大器(242)的輸出電平與所述功率放大器(242)的所述輸出電平目標值相一致；以及所述增益控制器(271)包括信號線(55)包含至少兩個串聯(lián)的可變電阻(51)和(52)，和連接在對于射頻信號的信號輸入部分(34)與信號輸出部分(35)之間；以及并聯(lián)的可變電阻(53)和(54)，分別被連接在地線(57)與所述信號輸入部分(34)和所述信號輸出部分(35)之間；增益控制線(56)連接在所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)之間；增益控制電壓加入部分(19)，通過所述增益控制線(56)被連接到所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)，用于加入所述增益控制電壓；參考電壓加入部分(23)，被連接到所述可變電阻(51)，(52)；以及參考電壓加入部分(31)和(33)，分別被連接到所述可變電阻(53)和(54)。
15.按照權利要求14的蜂窩移動電話終端，其中所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)至少由場效應晶體管(21)，(25)，(16)，和(28)形成，其柵極分別被連接到電阻(22)，(26)，(20)，(32)，以及其中形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的柵極分別通過所述電阻(22)與(26)和通過所述增益控制線(56)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極分別通過所述電阻(20)與(32)被連接到所述增益控制電壓加入部分(31)和(33)；電阻(41)被插入在形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的源極之間；所述參考電壓加入部分(23)被連接到形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的源極；所述可變電阻(51)和(52)通過電容(24)被串聯(lián)連接；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極通過所述增益控制線(56)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的漏極分別通過電容(17)和(29)被連接到所述信號輸入部分(34)和所述信號輸出部分(35)；以及形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極分別通過電容(18)與(30)和通過所述地線(57)被連接到基礎電位部分(GND)。
16.按照權利要求14的蜂窩移動電話終端，其中形成所述可變電阻(51)的所述場效應晶體管(21)被選擇為具有的門限電壓大于形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的門限電壓。
17.按照權利要求14的蜂窩移動電話終端，其中形成所述可變電阻(51)的所述場效應晶體管(21)被選擇為具有的門限電壓比形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的門限電壓大一個相應于增益控制電壓范圍的數(shù)值，在該范圍內所述可變電阻(52)執(zhí)行線性增益控制運行。
18.按照權利要求14的蜂窩移動電話終端，其特征在于，其中被加到所述參考電壓加入部分(31)和(33)的電壓被設定為使得其中所述可變電阻(53)和(54)執(zhí)行線性增益控制運行的增益控制電壓范圍變成為與其中所述可變電阻(51)和(52)執(zhí)行線性增益控制運行的增益控制電壓范圍是連續(xù)的。
19.按照權利要求14的蜂窩移動電話終端，其中所述可變電阻(51)，(52)，(53)，和(54)至少由場效應晶體管(21)，(25)，(16)，和(28)形成，其柵極分別被連接到電阻(22)，(26)，(20)，(32)，以及其中形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的柵極分別通過所述電阻(22)與(26)和通過所述增益控制線(56)被連接到所述增益控制電壓加入部分(42)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極分別通過所述電阻(20)與(32)被連接在一起；電阻(41)被插入在形成所述可變電阻(51)和(52)的所述場效應晶體管(21)和(25)的源極之間；電阻(39)被插入在形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的源極與通過所述電阻(20)和(32)被連接到形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極的部分(61)之間；電阻(40)被插入在基礎電位部分(GND)與通過所述電阻(20)和(32)被連接到形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的柵極的所述部分(61)之間；所述參考電壓加入部分(23)被連接到形成所述可變電阻(52)的所述場效應晶體管(25)的源極；所述可變電阻(51)和(52)通過電容(24)被串聯(lián)連接；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極通過所述增益控制線(56)被連接到所述增益控制電壓加入部分(19)；形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的漏極分別通過電容(17)和(29)被連接到所述信號輸入部分(34)和所述信號輸出部分(35)；以及形成所述可變電阻(53)和(54)的所述場效應晶體管(16)和(28)的源極分別通過電容(18)與(30)和通過所述地線(57)被連接到所述基礎電位部分(GND)。
全文摘要
為了通過使用單個控制電壓達到在70dB或更大的寬范圍內的線性增益控制(±1dB平坦度),在蜂窩移動電話終端的發(fā)射機的射頻部分提供了以下結構的衰減器。也說是,對于射頻信號的信號輸入部分(34)和信號輸出部分(35)由包含至少兩個串聯(lián)可變電阻(51和52)的信號線(55)連接;并聯(lián)可變電阻(53和54)分別被連接在地線(57)和信號輸入部分(34)與信號輸出部分(35)之間;增益控制線被連接到可變電阻(51,52,53和54);參考電壓加入部分(23,27,31,和33)分別被連接到(51,52,53,和54);以及增益控制電壓加入部分(19)通過增益控制線(56)被連接到每個可變電阻(51,52,53和54)。
文檔編號H04B7/26GK1275874SQ0011792
公開日2000年12月6日 申請日期2000年5月30日 優(yōu)先權日1999年5月31日
發(fā)明者稻森正彥, 本吉要, 多良勝司 申請人:松下電器產業(yè)株式會社