[发明专利]具有改良准确性的低功率小型峰值检测器

说明书

一种峰值检测器包含具有五个大小相同的晶体管的输入电路，其中的四个输入晶体管在控制节点与偏置节点之间并联耦合并接收两个同相信号和两个正交信号中的对应一个。第五晶体管耦合于电流节点与所述偏置节点之间，并使其控制端子耦合到输出节点。偏置电路建立流经五个输入晶体管的预定偏置电流。电流镜通过所述控制节点将流经所述第五晶体管的电流从电流端子镜射到四个并联耦合的输入晶体管中。输出电路基于在所述第五晶体管的所述控制端子处产生的电压而对峰值电容器充电。所述峰值检测器是低功率小型的，且相比于常规峰值检测器以更大的准确性检测输入信号的实际峰值。

技术领域

本发明大体上涉及峰值检测器，且更具体地说，涉及一种消耗更少空间和功率的峰值检测器，其具有更宽的跟踪带宽并以提高的准确性来检测实际峰值。

背景技术

峰值检测器常常用于使用有线或无线通信的各种通信产品的接收器链中。举例来说，其可做自动增益控制(automatic gain control，AGC)回路的部分来确保接收到的无线信号的信号电平接近目标电平。在许多通信系统中，接收到的射频(radio frequency，RF)信号由接收器向下变频成中频(intermediate frequency，IF)信号，IF信号接着经向下变频成基带信号。在其它系统配置中，RF信号可直接向下变频成基带。在任一状况下，一个或多个比较器可用以比较IF或基带下的同相(I)或正交相位(Q)差分信号与一个或多个阈值窗。峰值检测器对I和/或Q信号的包封或峰值电平进行取样或检测。可每隔一定间隔对比较器结果进行取样和量化以确定信号电平是否处于或接近目标电平。

比较器功耗通常由准确性和跟踪带宽要求设定，在强远端阻断信号的状况下，准确性和跟踪带宽要求可以是高的。可包含量化器等等以将峰值检测器的输出转换成指示信号高于还是低于阈值的二进制信息。如果期望找出信号离目标电平多远，那么可使用多个峰值检测器。在具有正交输入的许多常规配置中，峰值检测器可测量比实际峰值至多低3分贝(dB)的峰值，这取决于信号频率与观测时间之间的关系。如果信号频率相对低和/或观测时间相对短，那么在其最低点(例如3dB底点)处观测到信号包封的机率在存在阻断信号的情况下尤其增大。举例来说，如果阻断信号在向下变频成IF或基带时足够接近直流电(direct current，DC)，或如果观测时间在AGC稳定期间对于增益改变相对较短，那么存在读取比其实际值至多3dB的峰值的相对强可能性。

应了解，不正确地检测实际峰值电平可引起准确地检测且捕获接收到的信号的相当大的延迟。假设目标电压电平例如是VP_TARGET，且正交正弦输入信号具有恒定振幅并具有等于目标峰值电平的实际峰值电压VP_ACTUAL，或VP_ACTUAL＝VP_TARGET。在此状况下，因为实际信号电平处于目标电平，所以不需要校正。但是，常规峰值检测器可不正确地测量处于降低的电平下的峰值，甚至直到约0.71×VP_ACTUAL，其是比实际峰值低3dB。作为响应，AGC回路可增加增益，以试图将信号放大成目标电压电平。因为测得的峰值电平显著地低于实际峰值电平，所以会过度放大接收到的信号，这会致使经放大输入信号超出接收器的最大可允许电压电平。在那种状况下，输入信号有可能限幅且输入信息丢失。

发明内容

一种根据一个实施例的峰值检测器包含输入电路、偏置电路、电流镜和输出电路。所述输入电路包含五个晶体管，其中的四个输入晶体管在控制节点与偏置节点之间并联耦合，并接收第一和第二同相(I)信号以及第一和第二正交相位(Q)信号中的对应一个。第五晶体管耦合于电流节点与所述偏置节点之间，并使其控制端子耦合到输出节点。五个输入晶体管经配置以具有相同大小。所述偏置电路耦合到所述偏置节点并产生确定流经五个输入晶体管的总电流的偏置电流。电流镜将流经第五晶体管的电流镜射到另外四个晶体管中，这意味着一半的所述偏置电流流经第五晶体管，而另外一半在在任何给定时间所激活的任何其它的四个晶体管之间分流。所述输出电路包含耦合于源极电压节点与所述输出节点之间的额外晶体管和耦合于所述输出节点与参考节点(例如接地)之间的电容器。