[发明专利]应用于可变增益放大器的直流偏移消除电路

说明书

本发明关于一种应用于可变增益放大器的直流偏移消除电路(DCoffset cancelling circuit)，特别是关于一种使用完成滤波器功能的IC内部电容(MOS电容)的直流偏移消除电路。

可变增益放大器(Variable Gain Amplifier；VGA)必须运用于通过电路线传输的家用网络收发器中，该可变增益放大器可在解调过程中将输入信号放大至系统所需的电平。但该可变增益放大器在应用时有一固有偏移(intrinsic offset)存在于内部的运算放大器的差动对输入端，且该固有偏移的电平可由数毫伏(mV)变化至数十毫伏。对一有线或无线传输而言，该可变增益放大器的最大增益甚至可达到数十dB，因此该固有偏移经增益放大后势必会影响传输信号的还原能力，且影响到操作时的动态范围及信噪比等参数的特性。一种消除固有偏移电路如图1(a)所示，在A.Parssinen etd的文章“用于WCDMA的2GHz宽带直接转换接收器(A 2-GHz Wide-Band Direct ConversionReceiver for WCDMA Application)”中进行了说明，其刊登于1999年12月IEEE刊物《晶体管电路》(IEEE J.Solid-State Circuits)第34卷1893～1903页上。在图1中，通过一运算放大器、电阻和电容的组合电路构成一闭环反馈回路(closed loop feed-back path)11以消除该固有偏移。由于该已知的闭环反馈回路11执行一低通主动RC滤波器(low-pass active-RC filter)的功能，因此内含的电容器C_ext13势必很大且需置于芯片的外部。对芯片设计而言，即需提供更多的输入、输出脚以连接该外部电容C_ext13，不仅设计上较复杂，且成本也较高。

另一种消除固有偏移电路如图1(b)所示，公开于C.Dennis Hull等人的文章“用于900MHz(ISM波段)的扩频数字无绳电话的直接转换接收器(A Direct Conversion Receiver for 900MHz(ISM Band)Spread-Spectrum Digital Cordless Telephone)”，其发表于1996年12月的IEEE刊物《晶体管电路》(IEEE J.Solid-State Ciruits)第31卷，第12期，1995～1963页。该结构也是通过一运算放大器、电阻和电容的组合电路构成一闭环反馈回路12以消除该固有偏移。如前所述，该反馈回路所内含的电容器C_ext13势必很大且需置于芯片的外部。对芯片设计而言，即需提供更多的输入、输出脚以连接该外部电容，不仅设计上较复杂，且成本亦较高。

本发明的第一目的是消除可变增益放大器的固有偏移。

本发明的第二目的是提供一具有较少I/O脚的直流偏移消除电路。

本发明的第三目的是提供一设计较简单且成本较低的直流偏移消除电路。

为了达到上述目的，本发明提出一种应用于可变增益放大器的直流偏移消除电路，其结合一跨导放大器(transconductanceamplifier)及至少一内部电容用作一滤波器的功能。该跨导放大器的输入端电连接至该可变增益放大器的输出端，且该跨导放大器和该至少一内部电容的输出端电连接至该可变增益放大器的输入端而形成一反馈回路，为配合该直流偏移消除的功能，该可变增益放大器在输入端另加入一辅助差动对。

本发明的应用于可变增益放大器的直流偏移消除电路包含一跨导放大器、至少一内部电容及一辅助差动对。该跨导放大器电连接至该可变增益放大器的输出端，用于将电压依一放大率转换为电流。该至少一内部电容电耦合至该跨导放大器的输出，用于与该跨导放大器连接而具有一滤波器的功能。该辅助差动对位于该可变增益放大器的输入端，电连接至该跨导放大器的输出，且作为一电流开关。此外，该可变增益放大器至少包含一作为输入级的第一放大器，且该辅助差动对内嵌于该第一放大器的输入端。该跨导放大器及该至少一内部电容内嵌于一芯片之内。

本发明将依照附图来说明，其中：

图1(a)及(b)是已知的可变增益放大器的直流偏移消除电路；

图2为本发明的应用于可变增益放大器的直流偏移消除电路的示意图；

图3是本发明的包含辅助差动对的第一放大器的电路图；及

图4是本发明的可变增益放大器的频率响应图。