[发明专利]可编程增益放大电路和可编程增益放大器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计技术领域，更具体的说是涉及一种可编程增益放大电路和可编程增益放大器。

背景技术

随着通信技术的发展，无线通信已经进入高速数据传输时代，更宽的频带将有效提高数据传输效率，因此超宽带通信技术成为无线通信系统中的研究重点。

无线通信系统中的接收机是工作于通信链路的目的地端，用以接收信号并加以处理或转换供本地使用的设备，在通信系统中是通过接收机的射频前端解调接收信号。射频前端通常包括可编程增益放大器、滤波器或者基带处理电路等基本部件，其中，可编程增益放大器用于通过调节自身的增益来调节信号的强度，以输出恒定的信号。

在超宽带无线通信系统中需要极宽的带宽传送信息，可编程增益放大器作为射频前端中的一个非常重要的模块，它的性能对整个射频前端的性能有至关重要的影响，特别是在接收端，需要一个高带宽、高线性度以及增益调节范围比较大的放大器，以实现对信号的调制，得到幅度恒定的信号，供模拟后端使用。但是现有的可编程增益放大器电路结构通常为开环电路结构，虽然在一定程度上能够满足带宽和线性度的要求，但是由于开环结构的限制，放大器可实现的增益很小，因此其增益可调范围也较小，不能满足超宽带通信系统对增益的要求。

因此目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新的提出一种放大器结构，以解决通信系统接收端的放大器增益调节范围较小，且不能同时满足高带宽和高线性度的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种放大电路和应用于通信系统接收端的放大器，用以解决通信系统中放大器增益调节范围小，且不能同时满足高带宽、高增益和高线性度的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可编程增益放大电路，所述可编程增益放大电路为结构对称的全差分电路结构，包括两个结构相同的差分支路，其中：

每一差分支路分别包括连接信号输入端的共源极结构的差分输入级和连接信号输出端的共源极结构的差分输出级，所述差分输入级和所述差分输出级之间连接有开关电容阵列，并连接有反馈电阻形成闭环反馈结构；

一差分支路的差分输入级和另一差分支路的差分输入级之间通过开关电阻阵列相连，形成源简并结构。

优选地，所述开关电容阵列由n个电容开关串并联组成，所述电容开关串由电容和开关串联组成；所述开关电阻阵列由n个电阻开关串并联组成，所述电阻开关串由两个电阻和开关串联组成，其中，n为正整数。

优选地，所述差分输入级包括差分输入晶体管、偏置电流晶体管和第一电流源负载晶体管，所述差分输入晶体管栅极连接信号输入端，其源极与偏置电流晶体管漏极相连，其漏极与第一电流源负载晶体管漏极相连；所述偏置电流晶体管源极连接电源电压，其栅极连接偏置电压；所述第一电流源负载晶体管源极接地，其栅极连接偏置电压；

所述差分输出级包括共源晶体管和第二电流源负载晶体管，所述共源晶体管漏极与第二电流源负载晶体管漏极相连，并连接信号输出端，其栅极连接第一电流源负载的漏极，其源极接地；所述第二电流源负载晶体管栅极连接偏置电压，其源极接电源电压；

所述开关电容阵列连接在差分输入晶体管漏极和共源晶体管漏极之间；

所述反馈电阻连接在差分输入晶体管源极和第二电流源负载晶体管漏极之间；

所述开关电阻阵列连接在两个差分支路中的两个差分输入晶体管的源极之间。

优选地，所述差分输入晶体管和偏置电流晶体管为PMOS晶体管，所述第一电流源负载晶体管管为NMOS晶体管，所述共源晶体管为NMOS晶体管，所述第二电流源负载晶体管为PMOS晶体管。

一种可编程增益放大器，应用于通信系统接收端，所述可编程增益放大器包括多个上述的可编程增益放大电路和应用于接收端的输出缓冲级，其中：

所述可编程增益放大电路之间以及可编程增益放大电路和输出缓冲级之间以交流耦合方式连接，每一可编程增益放大电路的信号输出端连接下一个可编程增益放大电路的信号输入端，最后一个可编程增益放大电路的信号输出端连接输出缓冲级的信号输入端。

优选地，所述应用于接收端的输出缓冲级为结构对称的全差分形式的推挽反相器结构，其中：

每一差分支路包括第一晶体管和第二晶体管，所述第一晶体管漏极与所述第二晶体管漏极相连并连接一信号输出端，其栅极与第二晶体管栅极相连并连接一信号输入端，其源极连接电源电压；所述第二晶体管源极接地。