[实用新型]集成功率检测器的宽带可变增益放大器

说明书

一、技术领域：

本实用新型涉及半导体CMOS集成电路领域，尤其是涉及一种集成功率检测器的宽带可变增益放大器，应用于增益变换，特别是RF/IF系统的全集成自动增益控制。

二、背景技术：

为提供全集成的自动增益控制方案，需要将功率检测器与可变增益放大器制作在同一芯片上，这就要求所采用的功率检测器具有较高的可集成性。

文献《Analog AGC Circuitry for a CMOS WLAN Receiver》(Okjune Jeon,Robert M.Fox,Brent A.Myers,IEEE J.SOLID-STATE CIRCUITS,VOL.41,NO.10,pp2291-2300,OCT 2006)中给出了一种易于集成的应用于可编程增益放大器的功率检测器，如图1所示，该功率检测器属于“伪”RMS检测器，在一些应用中不需要很精确的RMS检测功能，与“真”RMS检测器相比采用“伪”RMS检测器电路结构较为简单。该结构的主要缺点是功率检测级(A)中开关的引入需要时钟控制信号，在模拟可变增益放大器中不便使用，此外，后续处理级(B)经过电压-电流转换、跨导线性转换及电流电压转换三级生成控制电压信号，结构复杂。美国专利US7106604中给出的一种“真”RMS检测器结构，虽然提供了精确的RMS检测功能，但可以看出电路结构相当复杂，与可变增益放大器集成后面积会较大增加产品成本。

因输出级需要驱动小电阻大电容，一般成为宽带可变增益放大器设计中的瓶颈。正如本人另一篇专利技术交底书《宽带无电感高线性度输出驱动缓冲器及其偏置》中提到的，采用CLASS A结构的输出驱动级具有静态电流大的缺点，而普通CLASS AB结构的输出驱动级虽然静态电流降低，但难于在线性度、电路复杂性以及宽带之中折中。

三、实用新型内容：

本实用新型为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种集成功率检测器的宽带可变增益放大器，易于片上集成，并且实现了宽带高线性度及低静态电流的特性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种集成功率检测器的宽带可变增益放大器，其特征在于：包括放大器电路，该电路包括可变增益级OPGM，固定增益级FOP,输出驱动缓冲器BUF，反馈放大器OPFB和功率检测器RMS Detector，单端输入信号VIN与可变增益级OPGM的正相端相连，反馈信号VFB与可变增益级OPGM的负相端相连，可变增益级OPGM的输出VOP、VON分别与固定增益级FOP的输入正相端、负相端相连，可变增益级OPGM的增益由增益控制电压VC控制与增益的分贝值成线性，固定增益级的输出VBIP/VBIN分别与输出驱动缓冲器BUF的输入正相端/负相端相连，通过输出驱动缓冲器差分信号VBIP/VBIN被转换为单端输出信号FOUT,单端输出信号FOUT分为两条通路，一路输出驱动50欧负载，另一路经过反馈放大器OPFB产生反馈信号VFB，输入端VIN的输入阻抗及输出端FOUT的输出阻抗均为50欧，差分被测信号TDP/TDN分别与功率检测器RMS Detector的正相端/负相端相连，参考电压TDREF用于控制自动增益环路稳定时的输出功率，功率检测器RMS Detector的输出为RSSI,当应用于自动增益控制模式时，RSSI与可变增益级OPGM的增益控制电压VC相连，TDP与输出FOUT相连，TDN与值为电源电压一半的参考电压相连用于进行单端检测。

输出驱动缓冲器的电路中，输入信号VINP、VINN通过电容C1、C2直接交流耦合到输出管MNPT1、MNPT2的栅极，输出管MNPT1的源极与输出管MNPT2的漏极相连提供输出信号VOUT，输出管MNDT1、MNDT2为“虚假”输出级，“虚假”输出级与输出级的栅极通过直流耦合大电阻RDC1、RDC2相连，虚假”输出级与输出级的栅极具有相同的直流偏置电压，MN0～MN5及MP1～MP5为反馈OP,其中MN1、MN2为差分输入对管，差分输入对管MN1的栅极接反馈信号VFB,差分输入对管MN2的栅极接参考电压COM，差分输入对管MN1、MN2的源级接MN0的漏极，MOS管MN0与MOS管MNB1构成电流镜，将外部偏置电流IBP1镜像为反馈OP的偏置电流IB0，反馈OP的输出为NETA、NETB,反馈OP的输出NETA、NETB通过二级管连接的MN5、MP5相连并分别与“虚假”输出级MNDT1、MNDT2的栅极相连，“虚假”输出级MNDT1的源极与“虚假”输出级MNDT2的漏极相连为反馈信号VFB，反馈OP的补偿电容为CC2、CC1。