[发明专利]高线性衰减器

说明书

本发明提供一种高线性衰减器，包括：粗调、细调衰减模块，高压、低压保护模块；粗调衰减模块对输入差分信号进行衰减的粗调，包括至少一级粗调衰减单元，各粗调衰减单元依次级联且等效负载阻抗相等；细调衰减模块对粗调衰减模块输出的信号进行衰减的细调；高压保护模块及低压保护模块分别连接于输入、输出端；粗调及所述细调衰减模块包括高线性开关和电阻，基于开关的导通和关断实现衰减的调节，开关的工作状态包括高耐压的隔断状态和低导通电阻的导通状态；粗调衰减模块中的电阻为金属电阻。本发明的高线性衰减器具有精度高，易于扩展衰减范围、线性度高、带宽大、功率耐受能力强等优点。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种高线性衰减器。

背景技术

衰减器应用于接收机前端，是为了将过大的信号衰减，避免后级电路饱和，从而使接收机具备更大的动态范围，这要求衰减器比后级电路具备更强的功率耐受能力；另外，衰减器又不能引入过多的噪声，否则影响接收机的灵敏度；再有，衰减器需要具备增益可调功能，以针对不同的信号幅度能够使接收机具备最大的输出信噪比。综上，衰减器应具备高线性、低噪声、匹配良好、大功率输入耐受等能力。

目前有较多接收机电路例如低噪放、混频器、ADC等等，往往采用与数字电路兼容的CMOS工艺实现，因此具有更高的集成度、可配置性。目前公开的应用于接收机的衰减器文献及产品，主要包括下面几种：

第一种主要采用电容分压来防止近场传输场景中的高电压输入破坏内部电路，并通过配置使能信号，具备无衰减、大衰减、小衰减等状态，但该电路具有衰减精度不高、开关切换引起的线性度变化较大等缺点。

另一种主要采用多级π型或T型衰减器级联来实现0～31dB的衰减范围、1dB步进、30MHz～400MHz的工作频率。该电路集成度高、兼容性好，但电路结构冗余，工作频段不高，未针对大功率输入进行设计。

因此，如何设计一款具备高线性、低噪声、匹配良好、大功率输入耐受的衰减器，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高线性衰减器，用于解决现有技术中衰减器线性度低、精度低、不适用于大功率输入等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种高线性衰减器，所述高线性衰减器包括：

粗调衰减模块、细调衰减模块、高压保护模块及低压保护模块；

所述粗调衰减模块接收输入差分信号及共模电压，对所述输入差分信号进行衰减的粗调；所述粗调衰减模块包括至少一级粗调衰减单元，当所述粗调衰减模块包括两级及以上粗调衰减单元时各粗调衰减单元依次级联，各粗调衰减单元的等效负载阻抗均相等；

所述细调衰减模块连接于所述粗调衰减模块的输出端，并接收所述共模电压，对所述粗调衰减模块输出的信号进行衰减的细调；

所述高压保护模块连接于所述粗调衰减模块的输入端，所述低压保护模块连接于所述细调衰减模块的输出端；

其中，所述低压为薄栅器件的额定工作电压，所述高压为薄栅器件的额定工作电压的两倍；

所述粗调衰减模块及所述细调衰减模块包括高线性开关和电阻，基于开关的导通和关断实现衰减的调节，开关的工作状态包括高耐压的隔断状态和低导通电阻的导通状态；所述粗调衰减模块中的电阻为金属电阻。

可选地，所述高线性衰减器用于片上集成的射频前端电路，输入为功率传输，输入阻抗匹配，输出为电压传输。

可选地，所述粗调衰减单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一开关、第二开关、第三开关及第四开关；

所述第一电阻的一端作为所述粗调衰减单元的正相输入端，另一端作为所述粗调衰减单元的正相输出端；所述第一开关并联于所述第一电阻的两端；