具有双斜率的放大器自动增益控制电子电路制造技术

针对输入放大器的快速自动增益控制布置电子电路。该电子电路包括用于比较参考信号（VR）与在输入放大器的输出处的幅度信号（VP）的非线性放大器-比较器。放大器-比较器根据在两个输入信号之间限定的偏差阈值执行输入放大器增益的双斜率调节。放大器-比较器包括两个支路，每个支路具有在电压源端子之间串联连接的三个晶体管。第一和第二极化晶体管（M5，M6）连接到由第一和第二输入信号控制的第一和第二输入晶体管（M1，M2），该第一和第二输入晶体管分别连接到第一二极管连接晶体管（M3）和电流镜的第二晶体管（M4）。非线性跨导元件（RNL）连接输入晶体管的源极以限定非线性放大器-比较器的双斜率增益调节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种放大器的自动增益控制电子电路，在自动增益控制回路中调节电子电路的输入放大器的增益，特别采用双斜率调节以增加增益调节速度并且保持电子电路的稳定性。
技术介绍
以常规的方式，特别是对于数据或控制信号的接收，这种类型的电子电路1可包括在图1中所示的用于输入放大器2的自动增益控制的电子器件。该输入放大器2直接或经由整形阶段连接到接收数据或控制信号的天线（未示出）。输入放大器2在自动增益控制回路中采用基于由天线拾取的信号或多个信号的调节增益放大输入信号VIN。取决于进入信号载波频率的交流信号的输出信号VOUT被提供给常规峰值检测器3。峰值检测器3输出整流信号VP，该整流信号可以是连续的并且代表由输入放大器2放大的输入信号VIN的幅值。该整流信号VP可存储在峰值检测器3的电容器CP中。电子电路1还包括放大器-比较器4，其确定在代表由输入放大器2放大的信号VOUT幅值的整流信号VP与参考信号VR之间的误差。整流信号与参考信号通常是提供给放大器-比较器4的输入的整流电压VP与参考电压VR。整流电压VP提供到放大器-比较器4的反相输入，而参考电压VR提供到放大器-比较器4的正相输入。根据在两个被比较的电压之间所确定的误差，调节信号以调节电流或电压VAGC的形式被放大器-比较器4传送到输入放大器以调节所述输入放大器2的增益。如果放大器-比较器的输出信号以电流的形式，则积分电容器CINT还布置在放大器-比较器4的输出处。该放大器-比较器4可以被定义为跨导单元或OTA可操作跨导放大器。输入放大器2的增益被调节到稳定的操作值，直至在整流电压VP与参考电压VR之间的差异变得接近于零。尽管在图1中未示出，但是电子电路的输入放大器2的输出可以连接到混合器单元。混合器单元可以转换由天线拾取并由输入放大器借助来自本地振荡器的至少一个振荡信号所放大的信号的频率。因此，中间信号或由混合器单元输出的信号可在解调制器中的数据或控制信号的解调制操作之前转换到低频甚至被直接转换入基带中。为了能够正确的解调制数据，由输入放大器放大的信号幅值必须在自动增益控制回路中调节。如果在期望的进入信号幅值与参考信号幅值之间存在明显差异，则为了执行所有数据解调制操作，需要输入放大器增益的快速调节。因此自动增益控制回路的设定时间必须被降低到快速达到电子电路的稳定工作点。关于这点可以引用美国专利申请No.2009/0117868A1，其公开了用于采用增益调节的快速设定的无线电接收器的自动增益控制的电子电路。电子电路包括其增益可调节的输入放大器。该输入放大器接收由天线拾取并由整形阶段过滤和整形的信号。放大器的输出信号连接到解调制器以确定由天线拾取的信号的数据。可以是输出电压的解调制器输出的信号与第一比较器的第一参考电平和第二比较器的第二参考电平相比较。第二参考电平被定义为大于第一参考电平。每个比较器的输出连接到输入放大器的增益控制端子。第一比较器输送第一比较电流，该第一比较电流比第二比较器的第二比较电流小。如果解调制器的输出电压在第一阈值电平与第二阈值电平之间，则执行低放大器增益设定。然而，如果解调制器的输出电压高于第二阈值电平，则两个比较器的两个电流相加到一起以执行输入放大器的快速增益设定。因此，在自动增益控制回路中执行双斜率调节。然而，这种类型的电子电路的设计对减少自动增益控制回路的设定时间来说相对复杂，这是一个缺点。此外，当解调制器的输出电压低于第一阈值电平时，不能轻易考虑快速增益调节，这是另一个缺点。同样也可以引用美国专利申请No.2004/0009758A1，其公开了用于窄带系统的快速反应自动增益控制电子电路。该电子电路特别包括输入放大器，该输入放大器的增益可以在自动增益控制回路中调节。输入放大器放大来自由天线拾取的信号的输入信号以向混合器传送放大的信号用于低频转换。混合器输出由同相基带信号I和正交基带信号Q形成的基带信号。AGC回路检测器设定同相与正交信号的平方和的电平以将输出信号传输到积分电容器。该积分电容器经由驱动设备连接到输入放大器的增益控制端子。当AGC控制回路处于关闭状态时，如果检测到的电平比所需的进入信号电平高，则出现抛物线调节以调节输入放大器的增益，这减少自动增益控制回路的设定时间。然而，为了在自动增益控制回路中执行此调节，必须使用许多相对复杂的电子器件，这是一个缺点。另外，这不利于电子电路的电子检测，这是另一个缺点。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是通过提供至少一个输入放大器的自动增益控制电子电路来克服前述现有技术的缺点，该输入放大器是紧凑、易于实施并且可以经由双斜率调节迅速地调节放大器增益。因此，本专利技术涉及至少一个输入放大器的自动增益控制电子电路，该电子电路包括独立权利要求1罗列的特征。在从属权利要求2至11中限定至少一个输入放大器的自动增益控制电子电路的特定实施方式。至少一个输入放大器的自动增益控制的电子电路的优点在于如下事实：该电路非常紧凑并且提供输入放大器增益的双斜率模拟调节，这给出非常快速的设定时间。在输入信号电平的任何过渡期间，存在自动增益控制回路的增益的动态、模拟的增加以加速适应上升时间（attack time）。然而，回路增益朝向电子电路的稳定操作增益减少。为了在回路中执行该双斜率调节，在非线性放大器-比较器中使用至少一个非线性模拟的跨导元件。当非线性放大器-比较器的输入信号的偏差低于确定阈值时，该非线性跨导元件具有低跨导值。然而，当非线性放大器-比较器的输入信号偏差大于限定快速稳定的双斜坡调节的确定的阈值时，该非线性跨导元件具有高跨导值。有利地，使用输入放大器的双斜坡调节的非线性放大器-比较器减少在自动增益控制回路中的快速增益设定的上升时间。其结果是，即使要在电子电路中处理的进入信号的数据速率为低，也可以在集成电路制造方法结束时实施这种类型的电子电路的快速电子测试。附图说明基于通过附图示出的非限制实施方式，至少一个输入放大器的自动控制增益控制的电子电路的目的、优点和特征将在下列描述中更加清晰地显现，在附图中：上面引用的图1示出了放大器的自动增益控制电子电路的电子部件的简化视图。图2示出了根据本专利技术的输入放大器的自动增益控制电子电路的误差信号的非线性放大器-比较器的简化视图。图3示出了根据本专利技术的输入放大器的自动增益控制电子电路的误差信号的非线性放大器-比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
电子电路（1），用于输入放大器（2）自动增益控制，所述电子电路包括自动增益控制回路中的非线性放大器‑比较器（4），用于将第一参考信号（VR）和与所述输入放大器的输出信号的幅度电平相关的第二信号（VP）相比较，所述非线性放大器‑比较器（4）容许所述输入放大器增益的动态模拟双斜率调节，该电子电路的特征在于，所述非线性放大器‑比较器（4）包括具有含有第一类型导电性的第一输入晶体管（M1）的第一支路，该第一输入晶体管在具有第一类型导电性的第一极化晶体管（M5）与电流镜的具有第二类型导电性的第一二极管连接晶体管（M3）之间串联布置，该第一支路在电压源的负相端子（VSS）与正相端子（VDD）之间；所述第一输入晶体管（M1）的栅极或基极可以接收所述第一信号（VR）或所述第二信号（VP）;所述非线性放大器‑比较器（4）包括具有含有第一类型导电性的第二输入晶体管（M2）的第二支路，该第二输入晶体管在具有第一类型导电性的第二极化晶体管（M6）与所述电流镜的具有第二类型导电性的第二晶体管（M4）之间串联布置，该第二支路在所述电压源的负相端子（VSS）与正相端子（VDD）之间，所述第二极化晶体管（M6）的栅极或基极连接到由极化电压（VB）供电的所述第一极化晶体管（M5）的栅极或基极，所述电流镜的所述第二晶体管（M4）的栅极或基极连接到所述第一二极管连接晶体管（M3）的栅极或基极，而所述第二输入晶体管（M2）的栅极或基极能够接收所述第二参考信号（VP）或对所述第一输入晶体管（M1）反向的所述第一信号（VR）；以及所述非线性放大器‑比较器（4）包括至少一个非线性跨导元件（RNL），该非线性跨导元件将所述第一输入晶体管（M1）的源极或发射极连接到所述第二输入晶体管（M2）的源极或发射极，并且如果在所述第一输入信号（VR）和所述第二输入信号（VP）之间的偏差比限定的阈值更大或更小，则能够容许所述放大器‑比较器经由所述第二输入晶体管（M2）的漏极或集电极输出双斜率增益调节信号（IOUT）。...

【技术特征摘要】
2012.10.26 EP 12190219.11.电子电路（1），用于输入放大器（2）自动增益控制，所述电子
电路包括自动增益控制回路中的非线性放大器-比较器（4），用于将第一
参考信号（VR）和与所述输入放大器的输出信号的幅度电平相关的第二信
号（VP）相比较，所述非线性放大器-比较器（4）容许所述输入放大器增
益的动态模拟双斜率调节，
该电子电路的特征在于，所述非线性放大器-比较器（4）包括具有含
有第一类型导电性的第一输入晶体管（M1）的第一支路，该第一输入晶体
管在具有第一类型导电性的第一极化晶体管（M5）与电流镜的具有第二类
型导电性的第一二极管连接晶体管（M3）之间串联布置，该第一支路在电
压源的负相端子（VSS）与正相端子（VDD）之间；所述第一输入晶体管（M1）
的栅极或基极可以接收所述第一信号（VR）或所述第二信号（VP）;
所述非线性放大器-比较器（4）包括具有含有第一类型导电性的第二
输入晶体管（M2）的第二支路，该第二输入晶体管在具有第一类型导电性
的第二极化晶体管（M6）与所述电流镜的具有第二类型导电性的第二晶体
管（M4）之间串联布置，该第二支路在所述电压源的负相端子（VSS）与
正相端子（VDD）之间，所述第二极化晶体管（M6）的栅极或基极连接到
由极化电压（VB）供电的所述第一极化晶体管（M5）的栅极或基极，所
述电流镜的所述第二晶体管（M4）的栅极或基极连接到所述第一二极管连
接晶体管（M3）的栅极或基极，而所述第二输入晶体管（M2）的栅极或
基极能够接收所述第二参考信号（VP）或对所述第一输入晶体管（M1）反
向的所述第一信号（VR）；以及
所述非线性放大器-比较器（4）包括至少一个非线性跨导元件（RNL），
该非线性跨导元件将所述第一输入晶体管（M1）的源极或发射极连接到所
述第二输入晶体管（M2）的源极或发射极，并且如果在所述第一输入信号
（VR）和所述第二输入信号（VP）之间的偏差比限定的阈值更大或更小，

\t则能够容许所述放大器-比较器经由所述第二输入晶体管（M2）的漏极或
集电极输出双斜率增益调节信号（IOUT）。
2.根据权利要求1所述的电子电路（1），其特征在于，所述第一和第
二输入晶体管（M1，M2）是NMOS晶体管，所述第一和第二极化晶体管
（M5，M6）是NMOS晶体管，并且所述第一和第二电流镜晶体管（M3，
M4）是PMOS晶体管。
3.根据权利要求2所述的电子电路（1），其特征在于，所述第一和第
二极化晶体管的源极直接连接到所述电压源的负相端子（VSS），并且所述
电流镜的所述第一和第二晶体管（M3，M4）的源极直接连接到所述电压
源的正相端子（VDD）。
4.根据权利要求1所述的电子电路（1），其特征在于，所述第一和第
二输入晶体管（M1，M2）是PMOS晶体管，所述第一和第二极化晶体管
（M5，M6）是PMOS晶体管，并且所述第一和第二电流镜晶体管（M3，
M4）是NMOS晶体管。
5.根据权利要求4所述的电子电路（1），其特征在于，所述第一和第
二极化晶体管的源极直接连接到所述电压源的正相端子（VDD），并且所
述电流镜的所述第一和第二晶体管（M3，M4）的源极直接连接到所述电
压源的负相端子（VSS）。
6.根据权利要求1所述的电子电路（1），其特征在于，所述非线性跨
导元件由两对具有相同类型导电性并且在所述第一输入晶体管（M1）的源
极或发射极和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·塔贾里，
申请(专利权)人：EM微电子马林有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH