[发明专利]一种射频功率检测电路

说明书

技术领域

本发明属于射频接收机中自动增益控制技术领域，具体涉及功率检测电路，尤其涉及一种可检测射频端信号的功率检测电路。

背景技术

现有的数字电视地面传输标准规定了射频电视调谐器能够在很大的输入信号动态范围内正常工作，保证数字解调需求的信噪比(SNR)，如CMMB标准的U波段信号：-95dBm~-10dBm，DVB-T信号：-90dBm~-20dBm。调谐器同时还应满足最终输入到基带模数转换器的信号强度达到其最优输入功率，这样才能保证模数转化器产生较小的量化噪声。因此要求调谐器能够根据信号强度合理设定增益。调谐器广泛地集成数字自动增益控制功能以满足上述要求。

接收机的设计要在噪声-非线性-功耗之间做折中。信号噪声失真比定义为带内信号功率与噪声和非线性交调量总功率的比，这一指标用作度量接收机中信号的质量。为了获得好的信号质量，接收机获得最大信号噪声失真比可以作为自动增益控制的目标。

接收机中混频器的线性度通常较低，当输入信号强度较大时，混频器容易饱和。因此混频器的输入功率强度需要得到控制，也即混频器前置低噪声放大器的输出功率需要得到控制。可变增益低噪声放大器和射频功率检测器构成自动增益控制环路用于解决上述问题。射频功率检测器检测低噪声放大器的输出信号的大小，模数转换器采样射频功率检测器的输出。数字逻辑通过采样值判定当前的低噪声放大器的输出功率，然后调整其增益。通过调整低噪声放大器的增益，一方面可以确保混频器正常工作，另一方面可以使得低噪声放大器获得较大信号噪声失真比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对低噪声放大器的输出功率进行检测的射频功率检测电路。

本发明提供的射频功率检测电路，包括：可编程增益放大器、半波整流器、仪表放大器和6位数模转换器，其中：

所述可编程放大器，采用电阻负载共源共栅结构，具有四条共源共栅支路；其中，有一条固定共源共栅支路以获得最小增益，有三条可选共源共栅支路以实现可变增益。共源共栅支路中的共栅管的栅极接双向选择开关的固定端。双向选择开关的另外两端中，一端接地，另一端接共栅管的偏置电压。数字逻辑通过控制双向选择开关管的状态完成使能或者关断共源共栅支路以实对放大器增益的控制。可编程增益放大器后接半波整流器。

所述可编程放大器所有共源共栅支路均由最小共源共栅单元构成。四条共源共栅支路所含最小单元的个数比为，14：10：7：16。固定共源共栅支路所含最小单元个数的比例为16，其余为可选共源共栅支路所含最小单元个数的比例。数字逻辑依次选通最小单元个数比例为7,10,14的可选共源共栅支路，增益以3dB的步长增加。

所述可编程放大器的偏置电流由恒定跨导自偏置电路产生。信号通过RC耦合输入输出。在输入端RC耦合结构中，电阻一端接共源共栅支路的输入管，另一端接偏置电压和MOS电容的栅端。MOS电容的源漏端接地 。

所述半波整流器，完成对固定范围内输入功率检测，半波整流器由尾电流为2*I的差分对和偏置电流为I的源跟随器构成。构成差分对的两MOS管和构成源跟随器的输入MOS管有相同的尺寸。三管均偏置在亚阈值区，即开关状态。可编程放大器的输出通过RC耦合到差分对两输入的一端，差分对的另一输入端接固定电压。源跟随器的输入同样接固定电压。

所述半波整流器的差分对和源跟随器的偏置电流均由恒定过驱动电压电路产生。恒定过驱动电压电路可以产生与MOS管的导电因子成正比的电流。用此电流偏置半波整流器可以补偿由工艺和温度变化引起的误差。 

所述半波整流器的差分对的源端电压经RC滤波后得到直流输出。此输出直流电压和源跟随器的输出直流电压通过仪表放大器求差放大后输出。最后仪表放大器的输出电压和可编程增益放大器的增益控制字用来指示当前输入功率强度。

所述仪表放大器，需要做失调矫正。射频功率检测电路有矫正模式和正常工作模式。射频功率检测电路进入矫正模式后，可编程放大器所有共栅管的偏置电压接地，半波整流器输出端的RC滤波结构中的电阻短接。

所述仪表放大器的失调矫正利用6位差分全二进制电流型数模转换器辅助完成。数模转换器的差分输出电流注入至仪表放大器。数模转换器的输入字增大，则仪表放大器的输出减小。矫正采用二分法。方法为，数模转换器初始输入设为中间值，然后从数字码最高位开始向低位依次通过判定确定每一位的取值。判定方法为输出电压与参考电压比较，如果输出高于参考电压，则本位取1，否则置零。

本发明的有益效果