[发明专利]一种可变增益放大器

说明书

一、技术领域

本发明是一种具有与控制电压成指数关系的增益的新型可变增益放大器。目的是使其具有恒定的自动增益控制稳定时间。属于模拟集成电路设计技术领域。

二、背景技术

中国的北斗卫星导航系统属于世界四大卫星导航系统，它能为人类提供导航，定位，授时等一系列服务，被广泛应用于导弹制导、海洋救生、航空航天、野外勘探及汽车导航等领域。

卫星导航系统中的核心电路是接收机电路，由于不同环境，不同时间点，输入信号的信噪比差异很大，这就需要接收机电路随着不同幅度输入信号自动调整通路增益，以避免输出信号饱和。这就需要接收机电路中含有自动增益控制电路，而可变增益放大器就是自动增益控制电路中的核心电路。

可变增益放大器主要特性中，可调节范围，与控制电压成指数关系的增益是设计者必须优先考虑的。其中大的可调节范围可以减少可变增益放大器级联的个数，从而减小接收机整体通路的功耗，提高通路的线性度。与控制电压成指数关系的增益可以实现恒定的自动增益控制稳定时间。虽然工作在亚阈值区的晶体管本身具有指数特性，但是该区域下噪声大，本征频率低，因此用在饱和区与线性区的晶体管实现与控制电压成指数关系的增益是必要的。

三、发明内容

本发明的基于接收机中的新型可变增益放大器，具有大的可调节范围，和与控制电压成指数关系的增益。此新型可变增益放大器还包括自动增益控制电路，涵盖功率检测电路，参考比较电路，积分器电路以及单端控制信号转差分控制信号转换电路。

本发明的新型可变增益放大器是通过以下技术方案来实现的：

一种新型可变增益放大器，此可变增益放大器具有与控制电压成指数关系的增益，从而具有恒定的自动增益控制稳定时间，所述可变增益放大器包括：第一级可变增益放大器电路和第二级可变增益放大器电路；

所述可变增益放大器还包括自动增益控制电路，涵盖功率检测电路，参考比较电路，积分器电路以及单端控制信号转差分控制信号转换电路。

对于所述第一级可变放大器电路的输入信号，设高电平为V_in+，低电平为V_in-，对于所述第一级可变放大器电路的输出信号，设高电平为V_out1+，低电平为V_out1-；对于所述第二级可变放大器电路的输入信号为所述第一级可变放大器电路的输出信号，高电平为V_out1+，低电平为V_out1-；对于所述第二级可变放大器电路的输出信号，设高电平为V_out+，低电平为V_out-；

所述第一级可变放大器电路的输入信号V_in+与V_in-分别连接第一晶体管M1与第二晶体管M2，第一晶体管M1与第二晶体管M2的源端分别连接各自的第五电流源晶体管M5与第六电流源晶体管M6的漏端，并且第一晶体管M1与第二晶体管M2的源端用晶体管M3跨接，第一晶体管M1与第二晶体管M2的漏端连接第一负载电阻R1与第二负载电阻R2，并且定义第一晶体管M1与第二晶体管M2的漏端输出为所述第一级可变放大器电路的输出信号V_out1+，V_out1-；

所述第二级可变放大器电路的输入信号V_out1+与V_out1-分别连接第八晶体管M8与第九晶体管M9，第八晶体管M8与第九晶体管M9的源端分别连接各自的电流源第十二晶体管M12与第十三晶体管M13的漏端，并且第八晶体管M8与第九晶体管M9的源端用第五电阻R5跨接，第八晶体管M8与第九晶体管M9的漏端连接第三负载电阻R3与第四负载电阻R4，第八晶体管M8与第九晶体管M9的漏端用第十晶体管M10跨接，并且定义第八晶体管M8与第九晶体管M9的漏端输出为所述第二级可变放大器电路的输出信号V_out+，V_out-。

由此可变增益放大器引出的其他可变增益放大器，包括第一级可变放大器电路与第二级可变放大器电路对调组成的可变增益放大器；第一级可变放大器电路与第二级可变放大器电路中N型晶体管与P型晶体管对调的可变增益放大器。

该新型可变增益放大器还包括自动增益控制电路，涵盖功率检测电路，参考比较电路，积分器电路以及单端控制信号转差分控制信号转换电路。