超宽带双重增益控制电路制造技术

超宽带双重增益控制电路实现了超宽带增益可变双重控制技术，该电路包括一个超宽频带内大范围增益可变电路和一个超宽频带内动态信号增益可变电路。该电路可以用于超宽带接收系统中，共同作用实现超宽带可变增益放大器的大范围增益可变和超宽频带内良好的增益平坦度。其中超宽频带内大范围增益可变电路为后级恒定增益放大单元提供可变的直流偏置，实现大范围增益变化；超宽频带内动态信号增益可变电路作为恒定增益放大电路的反馈支路提供特定频带内的增益微调，实现平坦度的改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频集成电路领域，特别涉及一种应用于超宽带可变增益放大器的双重增益控制电路。
技术介绍
超宽带技术是一种新型的短距离高速无线通信技术，凭借传输速率高(达1Gbit/s)、抗多径能力强、功耗低、成本低、穿透能力强、低截获概率等特点，已经成为短距离无线通信的首选技术，在个人无线局域网，雷达探测，医学检测和无线USB等领域均具有重要的应用意义。超宽带通信系统由于其频率跨度大，范围广，容易与其他通信系统串扰，所以对超宽带无线通信系统的增益和功率具有特殊的要求，功率太大会干扰其他通信系统，功率太小噪声系数就会太大。因此自动增益控制模块(AGC)是超宽带通信系统的重要模块之一。超宽带可变增益放大器是AGC模块的重要部件，是超宽带通信系统中不可或缺的一部分。一方面，要求其具有大范围增益调控能力，保证信号功率的稳定。另一方面为了保证整个超宽频带内频谱资源的充分利用，要求在超宽频带内具有良好的增益平坦度。目前采用的负载可变增益控制技术，可变跨导增益控制技术，基于衰减器的增益控制技术以及吉尔伯特(Gilbert)增益控制技术等都能有效地实现大范围增益控制，但是不能保证良好的增益平坦度；多路选择增益控制技术是一项保证平坦度的有效手段，但是并不能实现连续的增益变化，而且需要设计多个恒定增益放大单元，电路结构更加复杂。为了满足超宽带通信技术的要求，急需一种既能实现大范围连续增益可变，又具有良好的增益平坦度的增益控制技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双重增益控制电路能够实现适用于超宽频带内实现大范围增益可调和良好增益平坦度的双重增益控制技术，包括一个大范围增益可变电路和一个动态信号增益可变电路。本专利技术采用如下技术方案：一种双重增益控制电路如图1所示，包括一个大范围增益可变电路和一个动态信号增益可变电路。大范围增益可变电路的输出电流作为恒定增益放大单元的偏置电流。在控制电压Vctrl_1的作用下，大范围增益可变电路的输出电流随之改变，从而改变恒定增益放大单元的电流偏置，实现在超宽频带内的大范围连续增益变化。大范围增益可变电路结构如图2所示，控制输出电流的电路由晶体管构成，通过改变控制电压Vctrl_1的大小，调整晶体管的工作状态，实现输出电流的变化，为后级恒定增益放大单元提供可变的偏置电流。因为电流镜结构能轻易实现电流控制，从而实现对后级放大单元的增益调控，通常可以采用电流镜结构作为输出电流控制电路。此结构能实现连续大范围增益可调，但不能有效抑制增益随频率变化产生的波动，超宽频带范围内增益平坦度无法得到有效改善。因此本专利技术在大范围增益可变电路的基础上，引入动态增益可变电路。动态信号增益可变电路一方面选择增益波动较大的频带，另一方面在动态信号反馈增益控制电压Vctrl_2的控制下，改变该频带内等效反馈阻抗的大小，从而改变该频带内动态小信号的反馈量，实现此频带内信号增益的微调，最终实现超宽频带内增益平坦度的改善。动态信号增益可变电路结构如图3所示，电容C1，C2和反馈电感L组成滤波器，选择增益波动大的频带，同时C1和C2还起到阻隔直流信号的作用。通过控制电压Vctrl_2的变化，调整反馈电路等效阻抗Zf的大小，实现反馈电路等效阻抗的变化，从而控制动态信号的反馈量，实现增益微调。等效可变阻抗通常可以采用正偏下的PIN二极管或者工作在可变电阻区的晶体管来实现。与现有电路相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术提出的双重增益控制电路创新的将两种增益控制方法结合在一起，构成双重增益控制技术，能同时保证超宽带可变增益放大器的大范围增益可变和超宽频带范围内良好的增益平坦度；本专利技术的动态信号增益可变电路具有针对不同频带的增益进行调整的能力，不影响大范围增益可变电路的工作，也不影响后级增益恒定放大单元的直流偏置；本专利技术的整体电路结构相对简单，功耗较低。附图说明图1是本专利技术的双重增益控制电路的结构图；图2是本专利技术的大范围增益可变电路结构图；图3是本专利技术的动态信号增益可变电路的结构图；图4是本专利技术增益控制电路的一个实施例；图5是只采用大范围增益控制电路对超宽带恒定增益放大电路控制的结果；图6是采用双重增益控制电路对超宽带恒定增益放大电路控制的结果。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图，对本专利技术作进一步详细说明。图4是本专利技术基于双重增益控制电路的一个实施例。包括：超宽带恒定增益放大器和双重增益控制电路。本实施例中的恒定增益放大电路包括：第一异质结异质结双极型晶体管(Q1)，第二异质结双极型晶体管(Q2)，第三异质结双极型晶体管(Q3)，第四异质结双极型晶体管(Q4)，第五异质结双极型晶体管(Q5)，第一电阻(R1)，第二电阻(R2)，第三电阻(R3)，第四电阻(R4)，第五电阻(R5)，第六电阻(R6)，第七电阻(R7)，第一电容(C1)，第二电容(C2)，第三电容(C3)，第四电容(C4)，第五电容(C5)，第六电容(C6)，第一电感(L1)，第二电感(L2)，第三电感(L3)，第四电感(L4)，第五电感(L5)，第六电感(L6)，第七电感(L7)，电压源(VCC)。其中：第一异质结双极型晶体管(Q1)的基极同时连接第一电容(C1)的一端、第一电感(L1)的一端以及第二电阻(R2)的一端，第一异质结双极型晶体管(Q1)的发射极同时连接第一电容(C1)的另一端和第三电感(L3)的一端，第一异质结双极型晶体管(Q1)的集电极连接第二异质结双极型晶体管(Q2)的发射极；第二异质结双极型晶体管(Q2)的集电极同时连接第二电感(L2)的一端和第二电容(C2)的一端，第二电感(L2)的另一端连接第一电阻(R1)的一端；第三异质结双极型晶体管(Q3)的基极同时连接第二电容(C2)的另一端、第三电阻(R3)的一端；第三异质结双极型晶体管(Q3)的发射极连接第五电感(L5)的一端，第三异质结双极型晶体管(Q3)的集电极同时连接第五电容(C5)的一端和第四电感(L4)的一端；第四异质结双极型晶体管(Q4)的基极同时连接第六电阻(R6)的一端和第五电容(C5)的另一端，第四异质结双极型晶体管(Q4)的发射极同时连接第四电容(C4)的一端和第四电感(L4)的另一端，第四异质结双极型晶体管(Q4)的集电极同时连接第三电容(C3)的一端、第六电感(L6)的一端以及第七电感(L7)的一端，第六电阻(R6)的另一端连接第七电感(L7)的另一端；第五异质结双极型晶体管(Q5)的基极同时连接第四电阻(R4)的一端、第五电阻(R5)的一端以及第三电容(C3)的另一端，第五异质结双极型晶体管(Q5)的发射极连接第七电阻(R7)的一端，第五异质结双极型晶体管(Q5)的集电极同时连接第五电感(L5)的另一端和第六电容(C6)的一端；第二异质结双极型晶体管(Q2)的基极、第一电阻(R1)的另一端、第三电阻(R3)的另一端、第四电阻(R4)的另一端和第六电感(L6)的另一端都连接电压源(VCC)；第二电阻(R2)的另一端、第三电感(L3)的另一端、第五电阻(R5)的另一端、第四电容(C4)的另一端、第六电容(C6)的另一端以及第七电阻(R7)的另一端都连接接地端；信号输入端RF_in连接第一电感(L1)的另一端，第五异质结双极型晶体管(Q5本文档来自技高网...

【技术保护点】
超宽带双重增益控制电路，其特征在于，包括：一个大范围增益可变电路和一个动态信号增益可变电路；其中大范围增益可变电路提供后级恒定增益放大单元的偏置；动态信号增益可变电路作为恒定增益放大单元的反馈电路实现特定频带内的增益微调。

【技术特征摘要】
1.超宽带双重增益控制电路，其特征在于，包括：一个大范围增益可变电路和一个动态信号增益可变电路；其中大范围增益可变电路提供后级恒定增益放大单元的偏置；动态信号增益可变电路作为恒定增益放大单元的反馈电路实现特定频带内的增益微调。2.如权利要求1所述的超宽带双重增益控制电路，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢红云，孙丹，张良浩，刘硕，张万荣，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11