[实用新型]一种矢量相加移相器中的增益控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及通信设备与测量设备中所使用的信号移相处理电路。

背景技术

矢量相加移相原理如图1所示。图中I+与Q+是两个正极性的单位正交矢量，I-与Q-是两个负极性的单位正交矢量。

假设正交矢量I+和Q+可以表示为cos(θ)与sin(θ)，I+和Q+分别乘以相应的系数A与B并且相加可以得到输出信号y

            

在A,B满足的条件下改变A、B值的大小，则输出信号可以保持幅值不变，而相角随(B/A)的比值而改变。这样可以通过两个正交信号的幅值改变实现输出信号移相。改变正交信号I+和Q+的极性为I-或Q-，可以使得输出信号相位在不同象限之间变化。

 根据以上原理可构造矢量相加移相电路，其功能框图如图2所示。首先通过I/Q网络产生两个幅值相等，相位差为90°的正交基矢量。两路输入正交信号经过极性选择网络后分别被可变增益放大器放大后再相加得到输出信号。可变增益放大器的增益受增益控制模块调节，可以使得输出信号相位改变而幅值保持不变。放大器的输入正交信号的极性由极性选择模块决定，改变输入信号的极性可以使得输出信号的相位在四个象限之间进行变换，实现360°范围内全相位移相。

    增益控制模块受控制信号调节改变两路正交基矢量的幅值时应当使得在变化过程中I/Q正交基矢量幅值平方和为常数。2010年IEEE Transactions on circuits and systems-I:Regular papers 57卷第4号由You Zheng, Carlos E. Saavedra发表的文章 Full 360° vector-sum phase shifter for microwave system applications报道了这样的移相器。该文章使用了图3所示的增益控制模块，该电路通过控制电压V_C3调节幅值控制电压V_I3与V_Q3以产生幅值控制变量。为了满足幅值平方和为常数的条件，在V_C3改变过程中，应当保持电流T₃₂的漏极电流I_A3恒定，但是由于实际电路中V_C3的改变会引起T₃₂漏极电压的改变，根据晶体管的沟道长度调制效应，晶体管T₃₂的漏源电压的变化会引起I_A3的改变，这样会使得在移相过程中出现增益波动现象，即在不同的输出相位状态下电路的增益会有变化。

    本发明针对此问题提出一种方案，可以减少移相过程中的增益波动。

发明内容

本发明提出一种矢量相加移相电路中的增益控制电路，可以减少移相过程中的增益波动。

    本发明所提出的模拟矢量相加移相器的增益控制电路，包括：电流源负载模块400，偏置模块402，反馈调节模块401，核心控制模块403。

    进一步，所述反馈调节模块包括：PMOS晶体管M₃与PMOS晶体管M₄,电阻R_b；PMOS晶体管M₃的源极与电源连接，漏极与PMOS晶体管M₄的栅极和电阻R_b连接，栅极与PMOS晶体管M₄的源极与所述电流源负载模块连接；PMOS晶体管M₄的漏极与核心控制模块403连接。

    进一步，所述电流源负载模块包括：PMOS晶体管M₁与PMOS晶体管M₂，电阻R_a；M₁的栅极与M₂的栅极连接，M₁与M₂的源极连接电源，M₂的漏极与反馈调节模块401连接，M₁的栅极与漏极连接，电阻R_a一端与M1的漏极连接，另外一端连接偏置电压。