一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器的製作方法

2023-09-17 20:38:55 1

專利名稱：一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器的製作方法
技術領域：
本發明屬於射頻通信技術領域，涉及一種可變增益放大器，尤其涉及一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器，模式切換控制電路使電路工作狀態切換於零中頻和低中 頻模式之間，通過不同的耦合方式連接各級電路，從而實現硬體資源的復用。
背景技術：
目前，世界上通信和射頻領域科學技術水平不斷提高，各種具有單一功能的系統 晶片發展日漸成熟，如使用藍牙(Bluetooth)進行短距離無線傳輸的系統晶片，使用UMTS/ WCDMA標準的寬帶網際網路互連技術系統晶片等。最近幾年來，工藝的快速發展帶動了晶片 研發技術水平的飛躍，可支持多個頻段多種工作模式的射頻晶片研究越來越受到人們的重 視。這種多模多頻技術使射頻晶片可以兼容不同的工作頻段和工作模式，而不再是一種單 一的模式。例如，融合了全球定位系統(GPS)的第三代移動終端(3G)，基於IEEE802. 16標 準的覆蓋主要城市無線網絡(WMAN/WiMAX)以及基於IEEE802. 15標準的個人區域網(WPAN) 等系統晶片具有多模式功能。在即將推出的第四代移動終端系統中不但具有以上的功能， 還能使用超寬帶(UWB)標準進行短距離無線連接，傳輸文件等。由於它廣泛的用途和各個 領域逐漸增加的需求，使得多模多頻已成為通信和射頻技術系統晶片發展的一種必然趨 勢。與此同時，現代化通信和射頻技術的飛速發展，為了滿足低功耗、高集成度等越來 越高的需求，晶片結構的變革勢在必行，先前廣泛應用的超外差式結構已逐漸被零中頻和 低中頻結構所取代。現代無線通信標準的組成包括寬帶和窄帶兩方面的應用，零中頻結構 適用於要求寬帶應用的系統中，具有頻率選擇簡單的特性，幾乎可應用於除802. 15. 4標準 和CDMA/WCDMA/AMPS/GPS外的各種系統。而低中頻結構則可在窄帶應用上發揮重要的作 用，比如適用於藍牙、GSM/DCS/PCS和802. 15. 4等應用技術。現有技術的射頻晶片實現多 模式多頻段工作的需求，採用零中頻和低中頻相結合的結構方式。目前應用的零中頻/低 中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器模塊的結構都為並行結構，將零中頻工作模式的 可變增益放大器模塊(ZIF VGA)與低中頻工作模式的可變增益放大器模塊(LIF VGA)並 行結構同做在一塊晶片上，零中頻和低中頻兩個信號同時加到兩個可變增益放大器模塊通 路，再各自通過相應的可變增益放大器模塊，如圖1所示。該並行結構方式存在以下的幾個 缺陷第一，兩個不同模式下的信號通路存在互相影響和互相干擾的問題，會嚴重影響模塊 以至整個晶片的性能。第二，不同信號通路的隔離通過複雜的電路結構來實現，不僅提高系 統的複雜度，而且要增大晶片面積，增加硬體資源開銷和功耗。第三，該並行結構當一種模 式工作時，另一種模式的整個部分都是處於不工作的狀態，因此會造成硬體資源和電能的 浪費。第四，模塊採用並行結構，晶片面積至少增大為兩倍，既增加成本又不滿足現代通信 器件小型化的要求。第五，當需要轉換工作模式時，需對兩個通路分別啟動與關閉，涉及到 兩個通路的整個部分，會增加額外的功耗，使得整個系統的功耗增加。

發明內容
本發明的目的是為了解決已有技術的接收機射頻前端的零中頻/低中頻(ZIF/ LIF)可配置的可變增益放大器並行結構的上述缺陷，提出一種可配置的可變增益放大器。 該放大器將基本可變增益放大器(VGA)和模式切換控制電路有機結合在一起，通過模式切 換控制電路轉換工作模式，使其既可工作於零中頻模式，也可工作於低中頻模式，不僅節約 了晶片面積等硬體成本，還便於和前級電路相連接，同時這種可配置性增加了晶片的可用 範圍，提高了整個接收機系統的穩定性。本發明的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置 的可變增益放大器尤其適合於手機等具有多種模式多種頻段的現代移動通信產品，而且便 於集成在一個系統中。本發明的上述目的是通過下面的技術方案來實現 一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器，其在於它包括基本的 VGA電路和零中頻/低中頻切換模式控制電路，零中頻/低中頻模式切換控制電路與VGA電 路通過信號正向通路和信號反饋環路建立連接；其中所述的零中頻/低中頻模式切換控制電路由輸入模式切換控制電路和直流失調 消除反饋模式切換控制電路兩部分組成；輸入模式切換控制電路位於信號正向通路，輸入 模式切換控制電路對應於零中頻和低中頻有兩種工作模式零中頻模式的信號正向通路通 過一個開關電路把輸入信號與後面的VGA電路以直接耦合的方式相連接；低中頻模式的信 號正向通路通過分壓電路和耦合電路把輸入信號與VGA電路以組合耦合的方式相連接，兩 個電阻的分壓電路設置合適的直流工作點，電容則把信號輸入端和後面的VGA基本模塊以 阻容耦合的方式相連接。所述的零中頻/低中頻模式切換控制電路由輸入模式切換控制電路和直流失調 消除反饋模式切換控制電路兩部分組成；輸入模式切換控制電路位於信號正向通路，輸入 模式切換控制電路對應於零中頻和低中頻有兩種工作模式零中頻模式的信號正向通路通 過一個開關電路把輸入信號與後面的VGA電路以直接耦合的方式相連接；低中頻模式的信 號正向通路通過分壓電路和耦合電路把輸入信號與VGA電路以組合耦合的方式相連接，兩 個電阻的分壓電路設置合適的直流工作點，電容則把信號輸入端和後面的VGA基本模塊以 阻容耦合的方式相連接；直流失調消除切換反饋模式控制電路包括直流失調消除電路和零中頻/低中頻 直流失調消除控制電路兩部分；位於信號反饋環路上的直流失調消除模式切換控制電路， 它對應於零中頻和低中頻也有兩種工作模式，能通過改變控制信號控制直流失調消除電路 的工作狀態工作於相應的模式零中頻模式下，零中頻/低中頻直流失調消除控制電路接 通直流失調消除電路使其處於正常工作狀態，直流失調消除電路抑制直流失調成分；低中 頻模式下，零中頻/低中頻直流失調消除控制電路使直流失調消除電路處於關斷狀態；通 過零中頻/低中頻直流失調消除控制電路控制信號的切換，實現直流失調消除電路工作狀 態的切換。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器，其還在於所述 的可變增益放大器為基本的VGA電路，它與零中頻和低中頻模式切換控制電路以緊湊連接 結構構架為一個模塊；零中頻和低中頻模式切換控制電路的輸出端連接VGA電路輸入信號端，並為信號提供相應的耦合通路零中頻模式下的切換控制電路與低中頻模式下的切換控制電路的輸 出端相對於VGA電路輸入端呈對稱連接；零中頻模式下的切換控制電路輸出端連接VGA電 路兩個輸入端的一個，低中頻模式下的切換控制電路的輸出端連接VGA電路兩個輸入端的 另一個。模式切換控制電路位於基本的VGA電路之前，連接其與輸入信號，並為信號提供合 適的通路。用於零中頻模式的電路與用於低中頻模式的電路分別緊密連接，分布在後面模 塊對稱的兩側。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器，其還在於所述 的零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器的基本VGA單元電路為復用電路，為零中頻的 可變增益放大器與低中頻的可變增益放大器所復用；零中頻/低中頻可配置的可變增益放 大器雙模式結構簡單，佔用晶片面積與兩個單模式可變增 益放大器模塊相比節省近一半。所述的輸入模式切換控制電路是由帶限流電阻的電阻分壓器、二個電子開關和一 個電容器組成的四端網絡；電阻分壓器二端分別接電源端和地端，限流電阻一端連接在兩 個電阻分壓端，另一端連接第一個電子開關的一端；另一個電子開關與電容並聯構成二端 網絡，其一端連接信號輸入端，其另一端連接第一個電子開關的另一端並為四端網絡的輸 出端；電阻分壓器的分壓比取決於二個分壓電阻的比值，而和其絕對值無關，故能避免因失 配和溫度類工藝偏差的影響，有效提高可配置的可變增益放大器的系統性能。可配置的可 變增益放大器結構簡單，增加的元件與連線均較少，經過優化設計，面積大小與只可工作於 單模式的可變增益放大器相當。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器，其還在於所述 VGA電路由若干個放大單元電路以及增益控制電路和直流失調消除電路組成；若干個放大 單元電路為級聯結構形式連接；所述增益控制電路為一個電壓_電流轉換電路，可將控制電壓的變化轉化為相應 的電流的變化，它有多控制輸出端，每個控制輸出端與相應的幾個放大單元電路控制端相 連接，增益控制電路通過控制電壓的變化使放大單元電路增益線性變化並提高增益值；所述直流失調消除電路主要由一個反向差分放大器和直流失調成分檢測消除電 路組成，二個電子開關和二個阻容濾波電路構成零中頻/低中頻直流失調消除切換控制電 路，零中頻/低中頻模式切換控制開關電路能有效控制直流失調消除電路的工作模式，消 除零中頻模式下的直流失調成分，提高電路和系統的性能。二個阻容濾波電路的大阻值電阻採用亞閾值工藝來實現，較大容量電容由MOS管 實現，電子開關可由外部進行控制。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器，其還在於所述 的若干個放大單元電路級聯為一個增益可控的VGA，每個放大單元電路都為全差分結構的 可變增益放大器，多個放大單元以差分輸入和差分輸出級聯為一個增益可控的VGA，增益控 制電路通過多個控制端輸出控制電壓使每一級放大單元的增益以及整個VGA電路的增益 隨控制電壓變化而變化，能無失真的放大輸入的交流小信號，而且具有抗幹擾能力強，輸出 電壓擺幅大和線性度好的效果。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器，其還在於所述 若干個放大單元電路級聯為一個增益可控的VGA電路為可配置的VGA電路，增益控制電路 通過多個控制端輸出控制電壓控制每一級放大單元參與整個VGA電路的增益控制，實現若干個放大單元電路級聯的合理配置。所述的控制電路可使每一級和整個電路的增益隨控制 電壓dB-linear變化，因此可以無失真的放大輸入的交流小信號。基本的VGA電路由若干個放大單元電路，增益控制電路，和直流失調消除電路組 成。為了達到高的增益，採用幾個放大單元級聯的形式，控制電路可控制電壓的變化使其增 益dB-linear變化，直流失調消除電路可消除直流失調成分，提高電路和系統的性能。所述的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器，其還在於所述 的直流失調消除電路由反向差分放大器，直流失調成分檢測消除電路構成；直流失調消除 電路能有效的消除前級的直流失調成分，抑制本模塊引入的直流失調成分，並且防止使有 用信號飽和，而提高系統的性能。本發明的技術方案是將零中頻可變增益放大器和低中頻的可變增益放大器通過 一個模式切換電路有機結合在一個模塊中，實現一種切換結構的可配置的可變增益放大器 電路，它能工作在兩種模式，通過對兩種模式的切換控制，實現零中頻/低中頻兩種工作模式的切換，復用VGA電路，從而解決了已有技術方案的缺陷。本發明的實質性效果1、將零中頻可變增益放大器和低中頻可變增益放大器兩模塊合二為一個模塊，消 除了兩個不同模式下的信號通路存在互相影響和互相干擾的問題，提高了整個晶片的性 能。2、省去信號通路隔離的複雜電路結構，降低了防止並行結構互相干擾措施而增加 的系統複雜度，同時節省了晶片面積和相應的硬體成本及功耗。3、本發明的兩種模式復用VGA電路硬體資源，避免兩個信號通路的不必要的能耗 和衰減以及引入額外的噪聲，提高了系統性能。4、多個放大電路全差分級聯的零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器模塊構 成緊湊，晶片面積減少近一倍，易於滿足通信器件小型化要求，適合於各種現代的便攜通信 設備。5、單模塊的直流失調消除電路可以有效的消除零中頻工作模式下前級模塊引入 的直流失調成分，同時抑制本模塊的直流失調成分。6、可配置的可變增益放大器能工作在零中頻和低中頻模式下，可靈活根據系統及 外部環境調節使得晶片的用途更為廣泛。


圖1為已有技術採用零中頻/低中頻可變增益放大器的的並行結構配置的無線接 收機的構成框圖。其中LNA為低噪聲放大器，LPF為低通濾波器，BPF為帶通濾波器，ZIFVGA為零中 頻可變增益放大器，LIF VGA為低中頻可變增益放大器，ADC為數模轉換器，DSP為數位訊號 處理晶片。圖2為本發明實施例的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器的構成的一 個單元的框圖。圖2中21_可配置的可變增益放大器單元，211-低中頻模式切換控制電路， 212-零中頻模式切換控制電路，213-基本的VGA放大單元電路，201、202_輸入信號端，22-電源端，231、232-VGA輸出信號端。圖3為本發明實施例一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器的輸入模式切 換控制電路框圖；圖3中22_電源，31-輸入模式切換控制電路，311、312_分壓電阻，313-保護電 阻，314，316-電容，30-信號輸入端，32-信號地，33-輸出端。圖4為本發明實施例一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器的零中頻/低 中頻直流失調消除控制電路的示意圖。圖4中461-反饋環路上的反向差分放大器，462、463_大阻值電阻，464,465-較 大容量電容，466、467_信號地，471、472_零中頻/低中頻模式切換控制開關電路。圖5為本發明實施例一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器的零中頻模式 電路構成框圖；圖5中51 -零中頻模式VGA，52-增益控制電路，53-直流失調消除電路，511、512、 513-零中頻模式下的可變增益放大器單元電路。圖6為本發明實施例的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器的低中頻模 式電路構成框圖；圖6中61_可配置的可變增益放大器的低中頻模式電路，6111、6121、6131_低中 頻模式的可變增益放大器單元電路，6112、6122、6132-耦合電容，6113，6123，6133-保護電 阻，Vbias-偏置電壓，62-增益控制電路。圖7為本發明實施例的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器的整體框 圖。圖7中71、72、73_ZIF/LIF可配置的可變增益放大器單元電路，74-增益控制電 路，75-ZIF/LIF直流失調消除控制電路，76-直流失調消除電路。
具體實施例方式下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。圖2是採用本發明的零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器單元模 塊的構成框圖。一個可變增益放大器單元由低中頻模式切換控制電路211、零中頻模式切 換控制電路212和基本的VGA電路213構成.，22為電源端，201、202、231、232分別為信號 差分輸入以及差分輸出端。211、212分別為低中頻和零中頻的切換控制電路，213為基本的 VGA放大單元電路。211、212分別位於低中頻和零中頻信號通路上，二者並行連接差分輸入 信號，並與後面的基本VGA放大單元電路相連。差分輸入信號201、202與211、212分別相 連接，之後經過213放大，變為差分輸出信號231、232。當可變增益放大器電路工作於低中 頻模式時，在低中頻模式切換控制電路211和零中頻模式切換控制電路212組合控制下，讓 信號通過低中頻切換控制電路進入VGA放大器電路，而不通過零中頻模式切換電路，實現 該單元模塊的低中頻工作模式。同理，實現該單元模塊的零中頻工作模式。兩種模式的切 換電路相對獨立，保證了兩種工作模式不會相互幹擾和影響，而兩種模式相同的部分即基 本的VGA電路為兩者復用電路，節省了硬體資源。同時模塊電路簡單，控制方便，用途廣泛。 有利於將接收機的射頻前端晶片和基帶處理晶片分離，並採用兩種模式切換電路和基本的 VGA電路結合在一起，對克服傳統的技術缺點行之有效並且是可實現的。
圖3給出本發明的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器的輸 入模式切換控制電路的原理圖。低中頻模式切換電路由分壓器電阻311和312，保護電阻 313，電子開關314、317和電容316組成。當電路需要在低中頻模式下工作時，外部產生的 控制信號控制電子開關314閉合，317斷開，此時前面混頻器下變頻得到的低中頻信號通過 電容316進入後面的基本的VGA電路，而電阻分壓的輸出電壓經限流電阻為低中頻模式配 置合適的直流偏置工作點。當電路轉換到零中頻模式工作時，該切換控制電路的開關317 閉合，314斷開，則信號直接進入VGA電路完成增益放大。由此可以通過控制信號對模式切 換控制電路的控制作用實現電路的可配置。圖4給出本發明的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器的零 中頻/低中頻直流失調消除反饋模式切換控制電路的原理圖，這是反饋模式控制電路。當 電路工作在零中頻模式時，該反饋模式切換控制電路使兩個通路的開關471、472均閉合， 形成反饋通路，此時直流失調消除電路正常工作，消除電路中的直流失調成分；當電路工作 在低中頻模式時，該控制電路使兩個差分信號反饋通路中的開關都斷開，則反饋通路被切 斷，即直流失調消除電路處於關斷模式。該控制電路與圖4中的輸入模式切換控制電路互 相配合，實現整個可變增益放大器電路的可配置。大阻值電阻462和463採用亞閾值工藝 實現，較大容量電容464和465，可用M0S管實現。圖5給出本發明實施例的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大 器的零中頻工作模式電路構成框圖。參見圖5，可配置的可變增益放大器的零中頻工作模式 電路51由級聯直接耦合的可變增益放大器511、512、513，增益控制電路52和直流失調消 除電路53構成，上一級可變增益放大器的輸出信號直接作為下一級可變增益放大器的輸 入信號進入下一級電路，增益控制電路52輸出端分別接到可變增益放大器511、512、513的 控制端，最後一級可變增益放大器513的輸出信號，經直流失調消除電路53反饋到第一級 可變增益放大器的輸入端。為了消除前級帶來的直流失調成分，零中頻模式下需要配置直 流。此時，通過零中頻/低中頻直流失調消除控制電路的控制使直流失調消除電路正常工 作，即電路可正常工作於零中頻模式。圖6給出本發明的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器的低 中頻工作模式的電路構成框圖。它由級聯的三級VGA6111、6121、6131以及增益控制電路62 組成。每一級用電阻分壓的形式，設置合適的工作點，而級聯採用阻容耦合的連接方式。由 於低中頻結構不需要直流失調消除電路，所以通過零中頻/低中頻直流失調切換控制電路 的作用，使直流失調消除電路不工作，此時電路即工作在低中頻模式下。圖7給出本發明實施例的一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大 器的整體結構框圖。如圖所示出的整體結構由三級電路級聯的形式結構的ZIF/LIF可配置 的可變增益放大器模塊單元71、72、73，增益控制電路74，零中頻/低中頻直流失調消除控 制電路75和直流失調消除電路76組成。每一級ZIF/LIF可配置的可變增益放大器模塊單 元都有ZIF/LIF模式切換的控制電路，用來控制工作模式為零中頻或低中頻。整個模塊的 控制電路可以控制電路的增益。零中頻/低中頻直流失調控制電路可以控制直流失調消除 電路的工作狀態，同時配合每一級的模式選擇控制電路的作用，從而使電路可以正常工作 在需要的模式下。將若干個圖2所示的零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大 器單元連接起來，使增益控制電路控制每一級的增益大小，並且將信號輸出端通過直流失
9調消除電路和零中頻/低中頻直流失調消除控制電路構成的反饋環路與信號輸入端相連 接，共同構成了本發明的零中頻/低中頻的可配置的可變增益放大器。前級的輸出信號首 先通過第一級的模式切換控制電路進行選擇，然後進行放大，最後通過最後一級輸出。而輸 出端的直流失調消除電路在零中頻模式下工作，可以將輸出信號的直流失調成分反饋到輸 入端相減，消除直流失調成分，提高電路和系統性能。 上述的實施例僅是示例型描述，並不構成對本發明的限定。本技術可以適用於其 它類型的設備。本發明的說明書僅是說明性的描述，它並不限制權利要求的範圍。對於本 技術領域技術人員雖然可以有各種替換、改進和變化，但權利要求書中裝置加功能的描述 旨在涵蓋實現所述功能的結構，其不僅是結構同等，也包括同等的結構。
權利要求
一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器，其特徵在於它包括VGA電路和零中頻/低中頻模式切換控制電路，零中頻/低中頻模式切換控制電路與VGA電路通過信號正向通路和信號反饋環路建立連接；所述的零中頻/低中頻模式切換控制電路包括零中頻模式切換控制和低中頻模式切換控制的電路，控制VGA電路工作模式在零中頻/低中頻兩個模式之間切換，使VGA電路受控工作於零中頻模式或低中頻模式；所述的零中頻/低中頻模式切換控制電路由輸入模式切換控制電路和直流失調消除反饋模式切換控制電路兩部分組成；輸入模式切換控制電路位於信號正向通路，輸入模式切換控制電路對應於零中頻和低中頻有兩種工作模式零中頻模式的信號正向通路通過一個開關電路把輸入信號與後面的VGA電路以直接耦合的方式相連接；低中頻模式的信號正向通路通過分壓電路和耦合電路把輸入信號與VGA電路以組合耦合的方式相連接，兩個電阻的分壓電路設置合適的直流工作點，電容則把信號輸入端和後面的VGA基本模塊以阻容耦合的方式相連接；直流失調消除切換反饋模式控制電路包括直流失調消除電路和零中頻/低中頻直流失調消除控制電路兩部分；位於信號反饋環路上的直流失調消除模式切換控制電路，它對應於零中頻和低中頻也有兩種工作模式，能通過改變控制信號控制直流失調消除電路的工作狀態工作於相應的模式零中頻模式下，零中頻/低中頻直流失調消除控制電路接通直流失調消除電路使其處於正常工作狀態，直流失調消除電路抑制直流失調成分；低中頻模式下，零中頻/低中頻直流失調消除控制電路使直流失調消除電路處於關斷狀態；通過零中頻/低中頻直流失調消除控制電路控制信號的切換，實現直流失調消除電路工作狀態的切換。
2.根據權利1要求所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器，其特徵在於 所述的可變增益放大器為基本的VGA電路，它與零中頻和低中頻模式切換控制電路以緊湊 連接結構構架為一個模塊；零中頻和低中頻模式切換控制電路的輸出端連接VGA電路輸入信號端，並為信號提供 相應的耦合通路零中頻模式下的切換控制電路與低中頻模式下的切換控制電路的輸出端 相對於VGA電路輸入端呈對稱連接；零中頻模式下的切換控制電路輸出端連接VGA電路兩 個輸入端的一個，低中頻模式下的切換控制電路的輸出端連接VGA電路兩個輸入端的另一 個。
3.根據權利1或2要求所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器，其特徵 在於所述的零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器的基本VGA單元電路為復用電路，為 零中頻的可變增益放大器與低中頻的可變增益放大器所復用；零中頻/低中頻可配置的可 變增益放大器雙模式結構簡單，佔用晶片面積與兩個單模式可變增益放大器模塊相比節省 近一半。
4.根據權利要求1所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器，其特徵在於 所述的輸入模式切換控制電路是由帶限流電阻的電阻分壓器、二個電子開關和一個電容器 組成的四端網絡；電阻分壓器二端分別接電源端和地端，限流電阻一端連接在兩個電阻分 壓端，另一端連接第一個電子開關的一端；另一個電子開關與電容並聯構成二端網絡，其一 端連接信號輸入端，其另一端連接第一個電子開關的另一端並為四端網絡的輸出端；電阻分壓器的分壓比取決於二個分壓電阻的比值，而和其絕對值無關，故能避免因失配和溫度 類工藝偏差的影響，有效提高可配置的可變增益放大器的系統性能。
5.根據權利要求1所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器，其特徵在於 所述VGA電路由若干個放大單元電路以及增益控制電路和直流失調消除電路組成；若干個 放大單元電路為級聯結構形式連接；所述增益控制電路為一個電壓_電流轉換電路，可將控制電壓的變化轉化為相應的電 流的變化，它有多控制輸出端，每個控制輸出端與相應的幾個放大單元電路控制端相連接， 增益控制電路通過控制電壓的變化使放大單元電路增益線性變化並提高增益值；所述直流失調消除電路主要由一個反向差分放大器和直流失調成分檢測消除電路組 成，二個電子開關和二個阻容濾波電路構成零中頻/低中頻直流失調消除切換控制電路， 零中頻/低中頻模式切換控制開關電路能有效控制直流失調消除電路的工作模式，消除零 中頻模式下的直流失調成分，提高電路和系統的性能。二個阻容濾波電路的大阻值電阻採用亞閾值工藝來實現，較大容量電容由MOS管實 現，電子開關可由外部進行控制。
6.根據權利要求1或5所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器，其特徵 在於所述的若干個放大單元電路級聯為一個增益可控的VGA，每個放大單元電路都為全 差分結構的可變增益放大器，多個放大單元以差分輸入和差分輸出級聯為一個增益可控的 VGA，增益控制電路通過多個控制端輸出控制電壓使每一級放大單元的增益以及整個VGA 電路的增益隨控制電壓變化而變化，能無失真的放大輸入的交流小信號，而且具有抗幹擾 能力強，輸出電壓擺幅大和線性度好的效果。
7.根據權利要求1或2或5所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器，其 特徵在於所述若干個放大單元電路級聯為一個增益可控的VGA電路為可配置的VGA電路， 增益控制電路通過多個控制端輸出控制電壓控制每一級放大單元參與整個VGA電路的增 益控制，實現若干個放大單元電路級聯的合理配置。
8.根據權利要求1或2所述的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器，其特徵 在於所述的直流失調消除電路由反向差分放大器，直流失調成分檢測消除電路構成；直 流失調消除電路能有效的消除前級的直流失調成分，抑制本模塊引入的直流失調成分，並 且防止使有用信號飽和，而提高系統的性能。
全文摘要
本發明屬於射頻通信技術領域，公開一種零中頻/低中頻(ZIF/LIF)可配置的可變增益放大器(VGA)，包括基本VGA電路和模式切換控制電路。模式切換控制電路主要由兩部分組成，分別位於信號正向通路和反饋環路上，兩者互相配合實現模塊的可配置特性。在信號正向通路上的模式切換控制電路分別採用直接耦合與阻容耦合的方式實現零中頻和低中頻工作模式；在反饋環路上的模式切換控制電路是一個直流失調消除切換控制電路，控制直流失調消除電路的工作狀態。本發明的一種零中頻/低中頻可配置的可變增益放大器易於滿足小型化、高集成度的要求，尤其適合於需要多模式多頻段多標準工作的系統環境。
文檔編號H03G3/20GK101867350SQ200910097850
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月17日 優先權日2009年4月17日
發明者莫泰山, 鄭家傑, 馬成炎 申請人:杭州中科微電子有限公司