[发明专利]一种解决芯片批次间增益不一致性的电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种解决芯片批次间增益不一致性的电路，尤其涉及一种解决CMOS射频接收前端芯片批次间增益不一致性的电路。

背景技术

射频接收前端作为射频接收机的核心部分，其增益的稳定性对整个系统的增益和噪声等性能影响重大，而工艺厂家的工艺流程一般极其复杂且要求精准，任何一道工艺流程的微小变化都可能导致芯片批次间的增益不一致性，这种芯片批次间增益不一致问题常有存在，只是这种变化有大小之异，实际中，较小的芯片增益不一致性可能不会给系统带来较大的影响，但是较大的芯片增益不一致性可能影响系统的正常工作，严重的情况下直接影响整个批次芯片的应用，造成成本的浪费和工程周期的延长。可变增益放大器在射频接收前端中的作用就是为系统提供一个扩展动态增益范围，保证增益的稳定性。

可变增益放大器在射频接收前端中属于常用的增益模块，不仅提供增益，还为射频接收前端提供一个扩展动态增益范围，目的是为了保证系统增益的稳定性。通常情况下，可变增益放大器提供增益范围，结合辅助电路实现增益可控，常规的方法有两种。第一种是可变增益放大器与自动增益控制电路相结合，通过片内的运算放大器、反馈电路和比较器等组成的自动检测电路，在可变增益放大器的动态增益范围内实现稳定的增益输出，这种方法电路结构复杂，设计困难，而且还会增加额外的系统功耗，由于电路中存在反馈环路，涉及稳定性问题，对具体的设计提出了很高的要求；第二种方法是可变增益放大器结合片外的电阻分压，首先通过测试找到所需增益对应的控制电压，然后从芯片外部通过片外电阻分压获得相应的控制电压，这种方法依赖于片外元器件，不利于系统集成，也额外增加了设计成本。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提出一种解决CMOS射频接收前端芯片批次间增益不一致性的电路，为解决CMOS射频接收前端芯片批次间增益不一致性问题提供一种设计方案。该设计采用片上集成，不依赖片外元器件，结构简单，不影响系统内部稳定性，可操作性强，仅通过对控制字端口键合到电源或地，便可实现增益的选择，不增加额外功耗，不影响系统噪声性能。

本发明是这样实现的，一种解决芯片批次间增益不一致性的电路，其用于解决CMOS射频接收前端芯片批次间增益的不一致性，该CMOS射频接收前端芯片包括低噪声放大器、混频器，差分射频信号经该低噪声放大器放大后，通过该混频器与本振信号混频输出正输出信号Vin+与负输出信号Vin-；其中：该电路包括片内固定电阻分压模块、片内开关电阻阵列分压模块、增益随控制电压指数性变化的差分可变增益放大器模块；该片内开关电阻阵列分压模块的端点VC通过若干控制字端口控制分压产生VC电压值，该VC电压值结合该片内固定电阻分压模块产生控制电压V_CONT；该差分可变增益放大器模块的同相端与反相端分别接收正输出信号Vin+与负输出信号Vin-，该差分可变增益放大器模块的控制端接收控制电压V_CONT，控制电压V_CONT控制该差分可变增益放大器模块输出若干档增益供选择。

作为上述方案的进一步改进，该片内固定电阻分压模块包括电阻R₁～R₅，电阻R₁的一端连接电源VDD，电阻R₁的另一端依次经由电阻R₂、电阻R₃电性接地，电阻R₄的一端连接于电阻R₂、电阻R₃之间，电阻R₄的另一端通过电阻R₅连接该端点VC，电阻R₄、电阻R₅之间输出控制电压V_CONT。

再进一步地，该片内开关电阻阵列分压模块包括译码器、开关阵列、电阻阵列，由该译码器根据该若干控制字端口产生若干位控制信号用于控制该开关阵列，该开关阵列控制该电阻阵列输出不同的该VC电压值以产生不同的控制电压V_CONT，最终控制该差分可变增益放大器模块能输出若干档增益。

优选地，该若干控制字端口为四个控制字端口P0、P1、P2、P3，相应的译码器为4-16译码器，开关阵列由16个开关K0～K15组成，该电阻阵列提供16个电阻电压信号V0～V15；该4-16译码器输出16个控制信号分别控制16个开关K0～K15在16个电阻电压信号V0～V15中选择相应的电阻电压信号生成相应的VC电压值。