一种射频放大器增益控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种射频放大器增益控制电路，包括：衰减网络，其输入端连接有第一控制信号D1，对输入射频电压信号B衰减成电压信号B1；可变跨导，其输入端连接有第二控制信号D2，对输入的电压信号B1转换成电流信号C；分流控制，其输入端连接有第三控制信号D3，对输入的电流信号C进行分流输出电流信号C1；负载单元，分流输出电流信号C1进入负载单元，电流信号C1转换成电压信号B2作为输出信号。本发明专利技术满足了无线通信发射机对射频增益控制的要求，能够替代目前多级射频可变放大器和驱动放大器，可以简化无线通信发射机的架构，降低了功耗，有利于提高线性和节约成本。本发明专利技术作为一种射频放大器增益控制电路广泛应用于无线通信中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制电路，特别是一种射频放大器增益控制电路。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，第三代(3G)移动通信技术的已经逐渐走向成熟，第四代(4G)移动通信也有了很大的发展。然而，第二代(2G)移动通信系统GSM(Global System for Mobile Communication,全球移动通信系统)仍然有很大的用户和市场。从而，无线通信用户终端设备对多标准多频段支持成为当前的趋势。直接上变频发射架构具有结构简单、易于集成等优点，成为了无线通信发射机，特别是多标准多频段发射机的主要选择。直接上变频发射机的发射信号是以本振频率为中心，存在载波泄露的问题。无线通讯设备或终端对输出功率控制，即发射机的增益控制范围的有很高的要求，通常在70dB以上。无线通信发射机一般使用VGA控制电路实现增益控制功能，以提供可调节的发射功率。由于基带信号的频率低，发射机的VGA控制电路能够比较容易地集成在基带电路中，并且能够实现精确的增益步进控制。但是如果在基带电路中进行增益控制，载波能量并不会随着发射信号功率的降低而减小，从而导致发射通道的载波泄漏问题更加严重，恶化发射信号的质量。在射频电路中实现增益控制，能够同步调节发射信号和载波泄漏大小，避免了严重的载波泄漏。然而，单级射频电路的增益控制范围小，需要多级电路串联实现，因而功耗大、线性度差。目前，无线通信的发射机一般将两种方法结合使用，其典型结构如图1所示。模拟基带信号I、Q从输入端口 101输入到无线通信发射机，基带滤波器及基带VGA控制电路模块103对输入的基带信号进行滤波和增益控制，基带VGA能精确地调整增益，实现增益的细调，其增益控制范围由发射机能够实现的载波泄漏和系统要求决定。本振信号从端口 102 输入，控制IQ正交调制上变频器104，把基带信号调制成射频信号。射频VGA控制电路105， 工作于射频频率并驱动射频滤波器106。射频VGA实现增益的粗调，其增益控制范围由射频 VGA能够实现的控制范围决定。射频滤波器106，在特定的频带上对射频信号进行滤波，并把信号送到功放107进一步放大，最后通过双工器108和天线109发射出去。现有的射频VGA控制电路105，单级的增益控制范围一般不超过36dB。因此，为了达到无线通信系统的增益控制范围需求，需要串联多级射频VGA控制电路105，或者采用复杂的载波泄漏校准电路，导致无线通信系统的功耗变大，甚至发射信号质量下降。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的目的是提供一种无线通信发射机的射频放大器增益控制电路，实现单级增益控制范围大于60dB，提供一定的增益步进，并且驱动芯片外负载。从而，无需再使用多级串联VGA，降低了发射机的复杂度和功耗，提高了线性度。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种射频放大器增益控制电路，包括衰减网络，其输入端连接有第一控制信号D1，对输入射频电压信号B衰减成电压信号Bl ； 可变跨导，其输入端连接有第二控制信号D2，对输入的电压信号Bl转换成电流信号C；分流控制，其输入端连接有第三控制信号D3，对输入的电流信号C进行分流输出电流信号Cl ；负载单元，分流输出电流信号Cl进入负载单元，电流信号Cl转换成电压信号B2作为输出信号。进一步作为优选的实施方式，所述衰减网络由一个电容单元组成或至少两个电容单元级联而成，所述电容单元包括第一电容器、第二电容器和可变增益放大器组成，第一电容器一端接地，第一电容器的另一端与第二电容器的一端、可变增益放大器的一输入端连接，第二电容器的另一端作为电容单元的输入端，可变增益放大器的另一输入端连接有控制信号、输出端作为衰减网络的输出端。进一步作为优选的实施方式，所述第一电容器和第二电容器的电容值均为2C。进一步作为优选的实施方式，所述可变增益放大器包括NMOS跨导管和折叠NMOS 控制管，所述NMOS跨导管的源极接地、栅极接输入信号、漏极与折叠NMOS控制管的源极连接，折叠NMOS控制管的栅极接控制信号、漏极接输出信号。本专利技术的有益效果是本专利技术的单级射频可变增益放大器，能够提供大于60dB的增益控制范围和6dB的增益步进，并提供足够的驱动能力驱动芯片外负载。本专利技术满足了无线通信发射机对射频增益控制的要求，能够替代目前多级射频可变放大器和驱动放大器，可以简化无线通信发射机的架构，降低了功耗，有利于提高线性和节约成本。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。附图1是典型的无线通信系统发射机的结构框图； 附图2是本专利技术的射频增益控制方法原理附图3是本专利技术的射频可变增益放大器控制电路图； 附图4是射频可变增益放大器的跨导单元电路图； 附图5是可变跨导增益控制电路图； 附图6是分流控制实现电路图。具体实施例方式参照图2，一种射频放大器增益控制电路，包括衰减网络201，其输入端连接有第一控制信号Dl，对输入射频电压信号B衰减成电压信号Bl ；可变跨导202，其输入端连接有第二控制信号D2，对输入的电压信号Bl转换成电流信号C;分流控制203，其输入端连接有第三控制信号D3，对输入的电流信号C进行分流输出电流信号Cl ；负载单元204，分流输出电流信号Cl进入负载单元204，电流信号Cl转换成电压信号 B2作为输出信号。 进一步参照图3，作为优选的实施方式，所述衰减网络201由一个电容单元组成或至少两个电容单元级联而成，所述电容单元包括第一电容器308、第二电容器307和可变增益放大器GmO组成，第一电容器308 —端接地，第一电容器308的另一端与第二电容器307 的一端、可变增益放大器GmO的一输入端连接，第二电容器307的另一端作为电容单元的输入端，可变增益放大器GmO的另一输入端连接有控制信号ki、输出端作为衰减网络201的输出端。进一步作为优选的实施方式，所述第一电容器307和第二电容器308的电容值均为2C。进一步参照图4，作为优选的实施方式，所述可变增益放大器GmO包括NMOS跨导管 Mn和折叠NMOS控制管Mc，所述NMOS跨导管Mn的源极接地、栅极接输入信号Vi、漏极与折叠NMOS控制管Mc的源极连接，折叠NMOS控制管Mc的栅极接控制信号Ki、漏极接输出信号 ci ο为了获得更大的射频增益控制范围，本专利技术是通过以下技术方案实现的。一种射频增益控制方法，如图2所示的原理框图，至少包括衰减网络201，由一组多个电容组成的信号衰减网络，由第一控制信号Dl控制，对输入射频电压信号B衰减成Bl ；可变跨导202， 将输入的电压信号Bl转换成电流信号C，受第二控制信号D2控制；分流控制203，对电流信号C进行分流，受第三控制信号控制；分流输出的电流信号Cl进入负载单元204，电流信号 Cl转换成电压信号B2作为输出信号。本专利技术衰减网络部分可以实现大于24dB的增益控制，可变跨导可以实现18dB至30dB的增益控制，分流控制可以实现6dB至12dB的增益控制。因此，整个射频VGA电路可以提供大于60dB的增益控制范围，和6dB左右的增益步进。 从而，发射机不需要再串联多级射频VGA控制电路，可以极大地简化发射机的架构，减小功耗，并提高线性度。下面具体描述射频增益控制的原理、方法和过程。1.图3是电容衰减网络控制增益的示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种射频放大器增益控制电路，其特征在于：包括：衰减网络（２０１），其输入端连接有第一控制信号Ｄ１，对输入射频电压信号Ｂ衰减成电压信号Ｂ１；可变跨导（２０２），其输入端连接有第二控制信号Ｄ２，对输入的电压信号Ｂ１转换成电流信号Ｃ；分流控制（２０３），其输入端连接有第三控制信号Ｄ３，对输入的电流信号Ｃ进行分流输出电流信号Ｃ１；负载单元（２０４），分流输出电流信号Ｃ１进入负载单元（２０４），电流信号Ｃ１转换成电压信号Ｂ２作为输出信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王日炎，
申请(专利权)人：广州润芯信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：81