[发明专利]一种互补型数字可变增益放大器

说明书

本发明公开了一种互补型数字可变增益放大器，包括跨导放大器和跨阻放大器，其中跨导放大器由四个结构相同的第一至第四跨导级并联构成，用于将输入电压转化成输出电流，并通过对接入跨导级级数的控制，实现对跨导级的等效跨导值与可变增益放大器增益的控制；所述跨阻放大器，用于将跨导放大器得到的输出电流转化为跨阻放大器的输出电压。所述跨阻放大器包括第一跨阻放大器（A1）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）。本发明通过每一个跨导级跨导值的选取与跨导级个数的选定来确定可变增益放大器的步长与增益可调范围，实现对跨导级放大器跨导值的控制；在相同的增益需求下可节省一半的电流，在实现相同等效增益时可降低功耗。

技术领域

本发明涉及一种互补型数字可变增益放大器，属于可变增益放大器技术领域。

背景技术

在射频接收系统中，需要根据接收到的信号的大小来调整对信号的放大倍数，可变增益放大器是实现该功能的关键模块。根据系统的需要，可变增益放大器考虑增益控制范围、增益控制精度、带宽、线性度、功耗等问题。根据控制放大和实现的不同，可变增益放大器主要分为模拟可变增益放大器（VGA）和数字可变增益放大器（PGA），而由于数字可变增益放大器的增益控制实现方法简单，增益控制精度高，结构简单清晰等原因，逐渐成为主流。

数字可变增益放大器（PGA）较常用的实现方法是通过控制全差分放大器的反馈电阻实现增益的控制，然而反馈系数的改变会影响放大器的闭环增益与带宽，为保证电路在所有增益状态下的稳定，需要牺牲电路的直流增益或者功耗，牺牲直流增益使得电路对后级的驱动能力降低，而增加功耗将不利于低功耗设计的实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，解决传统数字可控放大器通过控制全差分放大器的反馈系数来控制电路增益，但反馈系数的改变会影响全差分放大器的带宽与直流增益，导致功耗增加的问题，提供一种互补型数字可变增益放大器，实现同样的等效增益时可节约了一半的跨导级电流，显著降低功耗，并保证输出跨阻放大器增益与带宽恒定。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种互补型数字可变增益放大器，包括跨导放大器和跨阻放大器，其中跨导放大器由四个结构相同的第一至第四跨导级并联构成，用于将输入电压转化成输出电流，并通过对接入跨导级级数的控制，实现对跨导级的等效跨导值与可变增益放大器增益的控制；所述跨阻放大器，用于将跨导放大器的输出电流转化为跨阻放大器的输出电压。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述跨阻放大器包括第一跨阻放大器、第一电阻、第二电阻，其中第一电阻的正端连接第一跨阻放大器的正输入端，第一电阻的负端连接第一跨阻放大器的负输出端；所述第二电阻的正端接第一跨阻放大器的负输入端，第二电阻的负端接第一跨阻放大器的负输出端。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述第一跨导级包括第一PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第一NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管；PMOS管的偏置电压Vbp连接第一PMOS管的栅极，及第一PMOS管的源极接电源VDD，第一PMOS管的漏极分别与第五PMOS管的源极、第六PMOS管的源极相连；所述第五PMOS管栅极与第五NMOS管的栅极连接后通过第一开关连接正输入电压，且第五PMOS管的漏极与第五NMOS管的漏极连接后接入第一跨阻放大器的正输入端；所述第六PMOS管的栅极与第六NMOS管的栅极连接后通过第二开关连接负输入电压，且第六PMOS管的漏极与第六NMOS管的漏极连接后接入第一跨阻放大器的负输入端；所述第五NMOS管的源极和第六NMOS管的源极分别与第一NMOS管的漏极连接；所述第一NMOS管的栅极连接NMOS管的偏置电压Vbn，且第一NMOS管的漏极接地。

本发明采用上述技术方案，能产生如下技术效果：