【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子电路，特别涉及一种信号功率检测电路及方法。
技术介绍
1、在现代通信系统中，需要精准的通信设备的发射端的发射功率以及接收端的接收功率，以获得高信噪比和高线性度，并降低功耗。因此，需要设置信号功率检测电路来检测通信设备的信号功率。目前，信号功率检测电路分为三极管功率检测电路、基于混频器的检测电路和rms功率检测电路三种类型来实现。
2、第一种如图1所示的三极管功率检测电路，输入信号耦合到三极管q1的基极，利用输入电压与输出电流之间的指数关系，在三极管q1发射极获得整流后的输出信号，再通过电容c1进行滤波，三极管q2作为参考管用来抵消直流偏置电压。这种结构的优点是消除了工艺变化引起的检测误差，但该检测电路只是近似的功率检测，即输出电压与输入信号的rms值仅在一定范围内近似线性，即检测误差大，并且在cmos电路中加入三极管，三极管与cmos工艺兼容性较差。
3、第二种基于混频器电路的检测电路，通过输入信号与混频电路的信号相乘，来得到差分输入信号的功率值。但由于带宽有限，无法实现几十g甚至上百g的宽带信号混频，而常规的混频器无法实现超高速的信号相乘。并且，高速的混频器输入负载较大，容易对信号链路的带宽造成负面影响。
4、第三种是传统的rms(root mean square，均方根)功率检测器，rms值又称信号的有效值，用于表征信号中的能量大小。rms功率检测器是利用mos晶体管在饱和区的i-v特性，得到与输入交流电压幅度的平方成正比的电流，通过电阻负载转化成电压，并通过滤波器进行滤
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种信号功率检测电路，以提高检测信号的带宽及检测精度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种信号功率检测电路，包括：
3、检测电路，所述检测电路包括输入支路和参考支路，所述输入支路用于接收差分输入信号并对所述差分输入信号进行滤波以形成直流电压信号，所述参考支路用于形成直流参考电压信号；
4、补偿电流产生环路，包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端连接所述信号输入支路，用于接收所述直流电压信号，所述运算放大器的反相输入端连接所述参考支路，用于接收所述直流参考电压信号，所述运算放大器的输出端连接所述反相输入端，用于输出检测电压信号，所述检测电压信号的电压与所述差分输入信号的rms值呈线性关系；
5、阈值电压跟踪电路，用于输出阈值电压信号，其中，所述阈值电压信号的电压与所述检测电压信号的电压的差值为所述差分输入信号的rms值。
6、可选的，在所述的信号功率检测电路中，所述差分输入信号包括正电压信号和负电压信号，所述输入支路包括：
7、第一电容和第一晶体管，所述第一电容连接所述第一晶体管的栅极，所述正电压信号经所述第一电容滤波后输入所述第一晶体管的栅极；
8、第二电容和第二晶体管，所述第二电容连接所述第二晶体管的栅极，所述负电压信号经所述第二电容滤波后输入所述第二晶体管的栅极，所述第二晶体管的漏极与所述第一晶体管的漏极连接，所述第二晶体管的源极与所述第一晶体管的源极连接并接地；
9、第三电容，所述第三电容的一端连接所述运算放大器的反相输入端，另一端接地；
10、所述参考支路包括：
11、第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端接所述第一电容，所述第二电阻的一端连接所述第二电容；
12、第三晶体管，所述第三晶体管的栅极、所述第一电阻的另一端和所述第二电阻的另一端连接同一偏置电压，所述第三晶体管的源极接地；
13、第四电容，所述第四电容的一端连接所述运算放大器的同相输入端，另一端接地。
14、可选的，在所述的信号功率检测电路中，所述输入支路还包括第四晶体管，所述第四晶体管的源极连接电源，所述第四晶体管的漏极与栅极连接，且所述第四晶体管的漏极连接所述运算放大器的反相输入端；
15、所述参考支路还包括第五晶体管，所述第五晶体管的源极连接所述电源，所述第五晶体管的栅极与漏极连接，且所述第五晶体管的漏极连接所述运算放大器的同相输入端。
16、可选的，在所述的信号功率检测电路中，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管均为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第四晶体管和所述第五晶体管均为p型金属氧化物半导体场效应晶体管，并且所述第一晶体管的尺寸与所述第二晶体管的尺寸相同，所述第三晶体管的尺寸至少为所述第一晶体管的尺寸或所述第二晶体管的尺寸的两倍，所述第四晶体管的尺寸和所述第五晶体管的尺寸相同。
17、可选的，在所述的信号功率检测电路中，所述补偿电流产生环路还包括补偿电容、第六晶体管、第七晶体管和第八晶体管；
18、所述运算放大器的同相输入端通过所述补偿电容与输出端连接；
19、所述第六晶体管用于输出补偿电流并将所述补偿电流提供至所述第七晶体管，所述第六晶体管的栅极连接所述运算放大器的输出端，所述第六晶体管的源极接地，所述第六电流晶体管的漏极连接所述第七晶体管的漏极；
20、所述第七晶体管与所述第八晶体管构成电流镜，所述电流镜用于将所述补偿电流提供至所述第一晶体管的漏极和所述第二晶体管的漏极，以对所述第一晶体管的漏极电流和所述第二晶体管的漏极电流进行钳位，其中，所述第七晶体管的栅极连接所述第八晶体管的栅极及所述第七晶体管的漏极，所述第七晶体管的源极和所述第八晶体管的源极连接所述电源，所述第八晶体管的漏极连接所述第一晶体管的漏极和所述第二晶体管的漏极。
21、可选的，在所述的信号功率检测电路中，所述第七晶体管和所述第八晶体管均为p型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第六晶体管为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，所述第六晶体管的尺寸与所述第三晶体管的尺寸相同，并且所述第七晶体管的尺寸与所述第八晶体管的尺寸相同。
22、可选的，在所述的信号功率检测电路中，所述阈值电压跟踪电路包括电流源和第九晶体管，所述电流源的一端连接所述电源，所述电流源的另一端连接所述第九晶体管的漏极，所述第九晶体管的源极接地，所述第九晶体管的栅极连接所述第九晶体管的漏极，且所述第九晶体管的漏极输出所述阈值电压信号。
23、可选的，在所述的信号功率检测电路中，所述第九晶体管为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，且所述第九晶体管的尺寸与所述第六晶体管的尺寸相同，并且不同的预设条件下的所述第九晶体管的阈值电压不同。
24、可选的，在所述的信号功率检测电路中，所述信号功率检测电路还包括数字校准电路，所述校准电路包括第一电流舵数模转换器和第二电流舵数模转换器，所述第一电流舵数模转换本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种信号功率检测电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述差分输入信号包括正电压信号和负电压信号，所述输入支路包括：
3.如权利要求2所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述输入支路还包括第四晶体管，所述第四晶体管的源极连接电源，所述第四晶体管的漏极与栅极连接，且所述第四晶体管的漏极连接所述运算放大器的反相输入端；
4.如权利要求3所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管均为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第四晶体管和所述第五晶体管均为P型金属氧化物半导体场效应晶体管，并且所述第一晶体管的尺寸与所述第二晶体管的尺寸相同，所述第三晶体管的尺寸至少为所述第一晶体管的尺寸或所述第二晶体管的尺寸的两倍，所述第四晶体管的尺寸和所述第五晶体管的尺寸相同。
5.如权利要求2所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述补偿电流产生环路还包括补偿电容、第六晶体管、第七晶体管和第八晶体管；
6.如权利要求5所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述第七晶体
7.如权利要求1所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述阈值电压跟踪电路包括电流源和第九晶体管，所述电流源的一端连接所述电源，所述电流源的另一端连接所述第九晶体管的漏极，所述第九晶体管的源极接地，所述第九晶体管的栅极连接所述第九晶体管的漏极，且所述第九晶体管的漏极输出所述阈值电压信号。
8.如权利要求7所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述第九晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，且所述第九晶体管的尺寸与所述第六晶体管的尺寸相同，并且不同的预设条件下的所述第九晶体管的阈值电压不同。
9.如权利要求1所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述信号功率检测电路还包括数字校准电路，所述校准电路包括第一电流舵数模转换器和第二电流舵数模转换器，所述第一电流舵数模转换器的一端连接电源，所述第一电流舵数模转换器的另一端连接所述运算放大器的反相输入端，用于向所述运算放大器的反相输入端提供第一校准电流信号，所述第二电流舵数模转换器的一端连接电源，所述第二电流舵数模转换器的另一端连接所述运算放大器的同相输入端，用于向所述运算放大器的同相输入端提供第二校准电流信号。
10.一种信号功率检测方法，其特征在于，提供如权利要求1～9中任一项所述的信号功率检测电路；
...【技术特征摘要】
1.一种信号功率检测电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述差分输入信号包括正电压信号和负电压信号，所述输入支路包括：
3.如权利要求2所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述输入支路还包括第四晶体管，所述第四晶体管的源极连接电源，所述第四晶体管的漏极与栅极连接，且所述第四晶体管的漏极连接所述运算放大器的反相输入端；
4.如权利要求3所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述第一晶体管、所述第二晶体管和所述第三晶体管均为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第四晶体管和所述第五晶体管均为p型金属氧化物半导体场效应晶体管，并且所述第一晶体管的尺寸与所述第二晶体管的尺寸相同，所述第三晶体管的尺寸至少为所述第一晶体管的尺寸或所述第二晶体管的尺寸的两倍，所述第四晶体管的尺寸和所述第五晶体管的尺寸相同。
5.如权利要求2所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述补偿电流产生环路还包括补偿电容、第六晶体管、第七晶体管和第八晶体管；
6.如权利要求5所述的信号功率检测电路，其特征在于，所述第七晶体管和所述第八晶体管均为p型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第六晶体管为n型金属氧化物半导体场效应晶体管，其中，所述第六晶体管的尺寸与所述第三晶体管的尺寸相同，并...
【专利技术属性】
技术研发人员：祁韵，曹谊，肖家伟，
申请(专利权)人：玏芯科技广州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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