自动增益控制电路制造技术

在自动增益控制电路中，峰值检测电路检测并输出可变增益电路的输出信号的峰值电压。平均值检测/输出幅度设置电路检测可变增益电路的输出信号的平均值电压，输出幅度为可变增益电路所需输出幅度1/2的电压与平均值电压相加获得的电压。放大电路对峰值检测电路和平均值检测/输出幅度设置电路的输出电压之差放大，向可变增益电路输出增益控制信号，来控制可变增益电路的增益。峰值检测电路中从接收可变增益电路的输出信号的输入端口到向放大电路输出电压的输出端口的路径上晶体管基极-发射极结的个数等于平均值检测/输出幅度设置电路中从接收可变增益电路的输出信号的输入端口到向放大电路输出电压的输出端口的路径上晶体管基极-发射极结的个数。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自动增益控制电路，其自动地控制半导体集成电路中可变增益电路的增益。
技术介绍
常规上，自动增益控制电路已经用作跨阻(transimpedance)放大电路的构成元件，跨阻放大电路同时将微小光电流转换为电压信号并对其进行放大。图4示出了非专利文献 I (Kimikazu Sano 等人A Wideband Low-distorted ROSA for VideoDistribution Service based on FM Conversion Scheme , ECOC 2007 Proceedings,Vol. 3，pp. 167-168,2007)中公开的跨阻放大电路的结构。 跨阻核心电路I将由诸如光电二极管(未示出)之类的光接收元件获得的电流信号转换为电压信号。偏移补偿电路2对来自跨阻核心电路I的输出信号的偏移进行补偿。可变增益电路(可变增益放大器)3对来自跨阻核心电路I的输出信号进行放大。可变增益电路3经由输出缓冲器4将输出信号输出至差分输出端口 OT和0C。自动增益控制电路5通过产生增益控制信号来控制可变增益电路3的增益，以将来自可变增益电路3的输出信号的幅度与预定的设定输出幅度相匹配。下面将详细描述自动增益控制电路5。自动增益控制电路5包括峰值检测电路50、平均值检测电路51、输出幅度设置电路52、运算放大器53、电阻器r51、r52、r53和r54以及电容器c51、c52和c53。峰值检测电路50检测来自可变增益电路3的输出信号的峰值THo。平均值检测电路51检测来自可变增益电路3的输出信号的平均值Ave。峰值THo和平均值Ave之间的差是来自可变增益电路3的输出信号的半值(半值幅度)。在输出幅度设置电路52中设置作为基准的设定输出半值幅度ASet。输出幅度设置电路52在运算放大器53的非反相输入端口和反相输入端口之间输出设定输出半值幅度Aset。运算放大器53在其输入处将可变增益电路3的输出幅度加到从输出幅度设置电路52输出的设定输出半值幅度Aset上，如下所示Ave-Tho+ASet... (I)因为由于运算放大器本身的高增益特性，在稳定操作期间运算放大器53的输入几乎为0，数学表达式(I)的值变为几乎为O。结果，数学表达式(2)成立THo-Ave ^ ASet…(2)也就是说，运算放大器53对设定输出半值幅度ASet和可变增益电路3的输出半值幅度(THo-Ave)之间的差进行放大，并且基于放大结果向可变增益电路3输出增益控制信号。利用这种操作，运算放大器53控制可变增益电路3的增益，以便将可变增益电路3的输出半值幅度(THo-Ave)稳定在设定输出半值幅度ASet处。例如，将吉尔伯特单元型可变增益电路(参见非专利文献2)用作可变增益电路3。图 5 不出了文献 2 (P. R. Gray, P. J. Hurst, S. H. Lewis 和 R. G. Meyer (Kunihiro Asadaand Yuzuru Nagata !Supervisors of Translation), Analysis and Design of AnalogIntegrated Circuits (lower volume)),第四版,BAIHUKAN, pp. 263-264, 2003)中公开的吉尔伯特单元型可变增益电路的结构。该可变增益电路包括幅度调节晶体管Q30和Q31，构成上差分对，所述上差分对根据输入至基极的增益控制信号GCT和GCC执行输出幅度调节；幅度调节晶体管Q32和Q33，构成上差分对；放大晶体管Q34和Q35，构成下差分对，其基极与正相位输入端口 HIT和反相输入端口 HIC相连；电流源130，具有与放大晶体管Q34和Q35的发射极相连的一端，以及接收电源电压VEE的另一端；集电极电阻器R30，具有接收电源电压VCC的一端，以及与幅度调节晶体管Q30和Q32的集电极相连的另一端；以及集电极电阻器R31，具有接收电源电压VCC的一端，以及与幅度调节晶体管Q31和Q33的集电极相连的另一端。放大晶体管Q34的集电极与幅度调节晶体管Q30和Q31的发射极相连。放大晶体管Q35的集电极与幅度调节晶体管Q32和Q33的发射极相连。在图5所示的可变增益电路中，将从跨阻核心电路I输出的正相输入信号和反相 输入信号分别输入至正相输入端口 HIT和反相输入端口 HIC，将增益控制信号GCT和GCC分别输入至幅度调节晶体管Q30和Q31，以及将增益控制信号GCT和GCC分别输入至构成上差分对的幅度调节晶体管Q33和Q32。幅度调节晶体管Q31和Q33的集电极和集电极电阻器R31的节点与正相输出端口 HOT相连。幅度调节晶体管Q30和Q32的集电极和集电极电阻器R30的节点与反相输出端口 HOC相连。由图4所示的自动增益控制电路5控制以便恒定的可变增益电路3的输出幅度值有时极大地改变。当图4中的峰值检测电路50的输出电压THo和平均值检测电路51的平均电压Ave的温度依赖性不同时，可能出现可变增益电路3的输出幅度值随温度变化的现象。这可以根据数学表达式(2)来理解。自动增益控制电路5检测峰值检测电路50的输出电压THo和平均值检测电路51的输出电压Ave之间的差(THo-Ave)。自动增益控制电路5还将输出电压差(THo-Ave)与输出幅度设置电路52的输出电压ASet进行比较，并且操作以将差设置为O。在这种情况下，如果峰值检测电路50的输出电压THo和平均值检测电路51的输出电压Ave的温度依赖性不同，输出电压差(THo-Ave)变为具有温度依赖性。因为作为由自动增益控制电路5用来产生增益控制信号的比较确定信号之一的输出电压差(THo-Ave)具有温度依赖性，从自动增益控制电路5向可变增益电路3输出的增益控制信号变得具有温度依赖性。结果，来自可变增益电路3的输出幅度值也变得具有温度依赖性。如上所述，根据现有技术，因为可变增益电路3的输出幅度不可避免地具有温度依赖性，所以设置了较大的电流操作裕度。
技术实现思路
已经做出了本技术以解决以上问题，并且本技术的目的是为了减小由自动增益控制电路产生的增益控制信号的温度依赖性，并因此减小可变增益电路的输出幅度的温度依赖性。根据本技术，提出了一种自动增益控制电路，包括峰值检测电路，所述峰值检测电路检测并输出来自可变增益电路的输出信号的峰值电压，所述可变增益电路对主信号进行放大，所述峰值检测电路包括晶体管；平均值检测和输出幅度设置电路(下文中称作“平均值检测/输出幅度设置电路”)，检测来自可变增益电路的输出信号的平均值电压，输出通过将具有可变增益电路的所需输出幅度的1/2幅度的电压与平均值电压相加获得的电压，所述平均值检测/输出幅度设置电路包括晶体管；以及放大电路，所述放大电路通过对峰值检测电路的输出电压和平均值检测/输出幅度设置电路的输出电压之间的差进行放大，并且向所述可变增益电路输出放大结果作为增益控制信号，来控制可变增益电路的增益，其中峰值检测电路中从接收来自可变增益电路的输出信号的输入端口到向放大电路输出电压的输出端口的路径上的晶体管的基极-发射极结的个数等于平均值检测/输出幅度设置电路中从接收来自可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动增益控制电路，其特征在于包括：峰值检测电路(10)，所述峰值检测电路检测并输出来自可变增益电路(3)的输出信号的峰值电压，所述可变增益电路对主信号进行放大，所述峰值检测电路包括晶体管(Q1、Q2、Q3)；平均值检测/输出幅度设置电路(11)，检测来自可变增益电路(3)的输出信号的平均值电压，输出通过将幅度为可变增益电路(3)所需输出幅度1/2的电压与平均值电压相加获得的电压，并包括晶体管(Q4、Q5、Q6)；以及放大电路(12)，所述放大电路通过对峰值检测电路(10)的输出电压和平均值检测/输出幅度设置电路(11)的输出电压之间的差进行放大，并且向所述可变增益电路(3)输出所述放大结果作为增益控制信号，来控制所述可变增益电路(3)的增益，其中峰值检测电路(10)中从接收来自可变增益电路(3)的输出信号的输入端口(10i1，10i2)到向所述放大电路(12)输出电压的输出端口(10o)的路径上的晶体管的基极？发射极结的个数等于平均值检测/输出幅度设置电路(11)中从接收来自所述可变增益电路的输出信号的输入端口(11il，11i2)到向所述放大电路(12)输出电压的输出端口(11o)的路径上的晶体管的基极？发射极结的个数。...

【技术特征摘要】
2011.06.21 JP 2011-1371431.一种自动增益控制电路，其特征在于包括 峰值检测电路(10)，所述峰值检测电路检测并输出来自可变增益电路(3)的输出信号的峰值电压，所述可变增益电路对主信号进行放大，所述峰值检测电路包括晶体管(Q1、Q2、Q3)； 平均值检测/输出幅度设置电路(11)，检测来自可变增益电路⑶的输出信号的平均值电压，输出通过将幅度为可变增益电路(3)所需输出幅度1/2的电压与平均值电压相加获得的电压，并包括晶体管(Q4、Q5、Q6);以及 放大电路(12)，所述放大电路通过对峰值检测电路(10)的输出电压和平均值检测/输出幅度设置电路(11)的输出电压之间的差进行放大，并且向所述可变增益电路⑶输出所述放大结果作为增益控制信号，来控制所述可变增益电路(3)的增益， 其中峰值检测电路(10)中从接收来自可变增益电路(3)的输出信号的输入端口(10il，10i2)到向所述放大电路(12)输出电压的输出端口(IOo)的路径上的晶体管的基极-发射极结的个数等于平均值检测/输出幅度设置电路(11)中从接收来自所述可变增益电路的输出信号的输入端口(llil，lli2)到向所述放大电路(12)输出电压的输出端口(Ho)的路径上的晶体管的基极-发射极结的个数。2.根据权利要求I所述的电路，其特征在于还包括接收来自所述可变增益电路(3)的输出信号的正相输入端口(IT)和反相输入端口(1C), 其中所述峰值检测电路(10)包括 第一晶体管(Ql)，具有用作峰值检测电路(10)的第一输入端口(IOil)、并且与正相输入端口(IT)相连的基极，以及用于接收第一电源电压的集电极； 第二晶体管(Q2)，具有用作峰值检测电路(10)的第二输入端口(10i2)、并且与反相输入端口相连的基极，以及用于接收第一电源电压的集电极； 第三晶体管，具有与第一晶体管的发射极和第二晶体管的发射极相连的基极，接收第一电源电压的集电极，以及用作峰值检测电路(10)的输出端口(IOo)的发射极； 第一电容(Cl)，具有与第一晶体管(Ql)的发射极、第二晶体管(Q2)的发射极以及第三晶体管(Q3)的基极相连的一端，以及接收第二电源电压的另一端；以及第一电流源(Il)，向第三晶体管(Q3)供应恒定电流； 所述平均值检测/输出幅度设置电路(11)包括 电...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐野公一，福山裕之，野坂秀之，中村诚，村田浩一，十林正俊，井锅泰宣，土屋英祐，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，NTT电子股份有限公司，
类型：实用新型
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