專利名稱：應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，特別是有關(guān)于利用一截波器穩(wěn)定方法，消除輸出狀態(tài)的直流偏移量的直流偏移量消除電路。
背景技術(shù)：
在解調(diào)程序的系統(tǒng)中，可變增益放大器(Variable GainAmplifiers)可將輸入信號放大成所需的電壓位準(zhǔn)，且廣泛地運(yùn)用在透過電纜傳送信號的家庭網(wǎng)絡(luò)無線電話機(jī)。使用可變增益放大器時，內(nèi)部操作放大器在不同輸入端時，具有本身偏移量的問題。并且，本身的偏移量范圍總是在幾mV到十幾mV之間。在無線或有線通訊中，可變增益放大器的最大增益可到十幾dB；因此，本身的偏移量在放大之后，將會影響接收信號恢復(fù)的能力、變量的動態(tài)范圍特性以及信號噪聲比(signal-to-noise ratio)。
圖1所示是公知技術(shù)應(yīng)用于可變增益放大器之直流偏移量消除電路。圖1的電路架構(gòu)被揭露于美國專利案號6407630 B1；如圖所示，直流偏移量消除電路26應(yīng)用于一可變增益放大器25?？勺冊鲆娣糯笃?5包括一第一放大器21、一第二放大器22、復(fù)數(shù)個開關(guān)201-208以及復(fù)數(shù)個電阻器。
直流偏移量消除電路26包括一跨導(dǎo)放大器(transconductance amplifier)23以及至少一內(nèi)部電容器24。開關(guān)201-204用以調(diào)整第一放大器21的增益。例如假設(shè)開關(guān)201關(guān)閉，則增益提高；當(dāng)開關(guān)202關(guān)閉，則增益減小。開關(guān)205-208用以調(diào)整第二放大器22。例如假設(shè)開關(guān)205關(guān)閉，則增益提高；當(dāng)開關(guān)207關(guān)閉，則增益減小?？鐚?dǎo)放大器23將第二放大器22的一輸出電壓按比例轉(zhuǎn)換成一輸出電流。
跨導(dǎo)放大器23的輸出端耦接到內(nèi)部電容器24，并且將信號回授到第一放大器21的輸入端，用以消除可變增益放大器25的直流偏移量。跨導(dǎo)放大器23與容值大約10pF或大于10pF的內(nèi)部電容器24搭配，為一Gm-C濾波器。由于內(nèi)部電容器24容值很小，可以簡單地制造于IC內(nèi)部，且不會占據(jù)輸入/輸出腳位。
第一放大器21和第二放大器22的直流偏移量可利用Gm-C濾波器(跨導(dǎo)放大器23和電容器24)消除，但跨導(dǎo)放大器23的直流偏移量并未被消除。故需要一新的消除電路，用以消除最后狀態(tài)的直流偏移量。
上述公知方式需要非常大的晶片面積以消除跨導(dǎo)放大器所造成的直流偏移量。而本發(fā)明的技術(shù)方案可以利用截波器降低直流偏移量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明目的是為提供一直流偏移量消除電路的可變增益放大器。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，包括一第一截波電路，具有一輸入端，耦接于一可變增益放大器的輸出端；一跨導(dǎo)放大器，具有一輸入端，耦接于所述第一截波電路的輸出端，用以將輸入電壓按比例轉(zhuǎn)換為一輸出電流；一第二截波電路，具有一輸入端，耦接于所述跨導(dǎo)放大器的輸出端；至少一內(nèi)部電容器，耦接于所述第二截波電路的輸出端，用以產(chǎn)生一低通濾波器的功能，與所述跨導(dǎo)放大器一同動作；一輔助的差動對在可變增益放大器的輸入端，耦接于跨導(dǎo)放大器的輸出端。
所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其中所述第一截波電路合并于所述跨導(dǎo)放大器的輸入端。
所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其中所述第二截波電路合并于所述跨導(dǎo)放大器的輸出端。
所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其中所述第一截波電路合并于所述跨導(dǎo)放大器的輸入端，所述第二截波電路合并于所述跨導(dǎo)放大器的輸出端。
一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，具有一最后狀態(tài)放大器以及一輔助輸入差動對耦接于一可變增益放大器的輸出端，其中包括一第一截波電路，具有一輸入端，耦接于所述可變增益放大器，以及一輸出端，耦接于所述最后狀態(tài)放大器的輸入端；一第二截波電路，具有一輸入端，耦接于所述最后狀態(tài)放大器的輸出端，以及一輸出端，耦接于所述可變增益放大器的輸出端。
所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其中第一截波電路合并于所述最后狀態(tài)放大器的輸入端。
所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其中第二截波電路合并于所述最后狀態(tài)放大器的輸出端。
所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其中第一截波電路合并于所述最后狀態(tài)放大器的輸入端，第二截波電路合并于所述最后狀態(tài)放大器的輸出端。
所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其中還包括至少一內(nèi)部電容器，耦接于第二截波電路的輸出端，用以產(chǎn)生一低通濾波器功能，與所述最后狀態(tài)放大器一同動作。
由上所述，跨導(dǎo)放大器的直流偏移量和低頻噪聲是非期望(undesired)，故將其轉(zhuǎn)換為截波頻率。非期望信號范圍被截波頻率所籠罩。截波頻率必須高于期望(desired)信號的頻寬，如此，非期望信號大小在信號的通帶(passband)被減小許多。
截波器穩(wěn)定與搭配電容器的跨導(dǎo)放大器，兩者具有相同的功能，都是用來消除可變增益放大器的直流偏移量。截波電路用以消除跨導(dǎo)放大器的直流偏移量。
為讓本發(fā)明的所述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下


圖1所示為公知技術(shù)的直流偏移量消除電路；圖2所示為本發(fā)明應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路的第一實(shí)施例；圖3所示為應(yīng)用于可變增益放大器的截波電路方塊圖；圖4A-4E所示為非期望信號范圍；圖5A所示為應(yīng)用于本發(fā)明的截波電路圖；圖5B所示為應(yīng)用于本發(fā)明的跨導(dǎo)放大器電路圖；圖6A-6B所示為截波器電路的操作圖；圖7所示為本發(fā)明應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路的第二實(shí)施例；圖8所示為本發(fā)明應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路的第三實(shí)施例；圖9所示為本發(fā)明應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路的第四實(shí)施例。
符號說明21第一放大器；22第二放大器；201-208開關(guān)23跨導(dǎo)放大器；24內(nèi)部電容器；26直流偏移量消除電路；25可變增益放大器；30第一截波電路；35第二截波電路。
具體實(shí)施例方式
圖2所示為本發(fā)明應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路的第一實(shí)施例。第一截波電路30耦接于第二放大器22和跨導(dǎo)放大器23之間。第二截波電路35耦接于跨導(dǎo)放大器23和電容器24之間。一輔助的差動對在可變增益放大器的輸入端，耦接于跨導(dǎo)放大器的輸出端。
圖3所示為應(yīng)用于可變增益放大器的截波電路方塊圖。截波電路30和35被互不重疊的時脈信號CK和CKB所控制。信號Vu’是非期望信號，由截波電路35所調(diào)整。
圖4A-4E所示為非期望信號范圍。期望信號Vin來自第二放大器22。在時脈頻率fc和時脈的諧波(harmonic)頻率中，經(jīng)過第一截波電路30后，期望信號Vin會被往前位移(shift)成Vin’信號，而非期望信號Vu不受影響。在時脈頻率fc和時脈的諧波(harmonic)頻率中，經(jīng)過第二截波電路35后，Vin’信號被往后位移成Vin”信號；在原本的頻帶和非期望信號Vu被往前位移成非期望Vu’。
非期望信號Vu’的范圍與時脈頻率fc的頻帶重疊。時脈頻率fc大于期望信號的頻寬，所以非期望信號Vu’的總值在期望信號的頻寬會大大地減小。由于非期望信號Vu包括直流偏移量和跨導(dǎo)放大器23的1/f噪聲，使得非期望信號在期望信號的范圍之外。
圖5A所示為應(yīng)用于本發(fā)明的截波電路圖。圖5B所示為應(yīng)用于本發(fā)明的跨導(dǎo)放大器電路圖。第一截波電路30和第二截波電路35均是由兩個交叉連接的開關(guān)所組成。圖6A-6B所示為截波器電路的操作圖。當(dāng)CK為on，CKB為off時，第一截波電路30和第二截波電路35為圖6A所示的狀態(tài)。等效非期望信號Vueq在跨導(dǎo)放大器23的輸入端是相等于非期望信號Vu。當(dāng)CK為off，CKB為on時，第一截波電路30和第二截波電路35為圖6B所示的狀態(tài)。等效非期望信號Vueq等于負(fù)的非期望信號-Vu。等效信號平均接近于零，非期望信號Vu超出平均。
圖7所示為本發(fā)明應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路的第二實(shí)施例。第一截波電路30被合并在跨導(dǎo)放大器23的輸入端，如跨導(dǎo)放大器502所示。第二截波電路35耦接于跨導(dǎo)放大器502的輸出端和電容器24之間。
圖8所示為本發(fā)明應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路的第三實(shí)施例。第二截波電路35被合并在跨導(dǎo)放大器23的輸出端，如跨導(dǎo)放大器504所示。第一截波電路30耦接于第二放大器22和跨導(dǎo)放大器504的輸入端之間。
圖9所示為本發(fā)明應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路的第四實(shí)施例。截波電路30和35被合并在跨導(dǎo)放大器23中，如跨導(dǎo)放大器506所示。
雖然本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定的專利范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其特征在于包括一第一截波電路，具有一輸入端，耦接于一可變增益放大器的輸出端；一跨導(dǎo)放大器，具有一輸入端，耦接于所述第一截波電路的輸出端，用以將輸入電壓按比例轉(zhuǎn)換為一輸出電流；一第二截波電路，具有一輸入端，耦接于所述跨導(dǎo)放大器的輸出端；至少一內(nèi)部電容器，耦接于所述第二截波電路的輸出端，用以產(chǎn)生一低通濾波器的功能，與所述跨導(dǎo)放大器一同動作；一輔助的差動對在可變增益放大器的輸入端，耦接于跨導(dǎo)放大器的輸出端。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其特征在于所述第一截波電路合并于所述跨導(dǎo)放大器的輸入端。
3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其特征在于所述第二截波電路合并于所述跨導(dǎo)放大器的輸出端。
4.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其特征在于所述第一截波電路合并于所述跨導(dǎo)放大器的輸入端，所述第二截波電路合并于所述跨導(dǎo)放大器的輸出端。
5.一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，具有一最后狀態(tài)放大器以及一輔助輸入差動對耦接于一可變增益放大器的輸出端，其特征在于包括一第一截波電路，具有一輸入端，耦接于所述可變增益放大器，以及一輸出端，耦接于所述最后狀態(tài)放大器的輸入端；一第二截波電路，具有一輸入端，耦接于所述最后狀態(tài)放大器的輸出端，以及一輸出端，耦接于所述可變增益放大器的輸出端。
6.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其特征在于第一截波電路合并于所述最后狀態(tài)放大器的輸入端。
7.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其特征在于第二截波電路合并于所述最后狀態(tài)放大器的輸出端。
8.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其特征在于第一截波電路合并于所述最后狀態(tài)放大器的輸入端，第二截波電路合并于所述最后狀態(tài)放大器的輸出端。
9.如權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其特征在于還包括至少一內(nèi)部電容器，耦接于第二截波電路的輸出端，用以產(chǎn)生一低通濾波器功能，與所述最后狀態(tài)放大器一同動作。
全文摘要
本發(fā)明提供一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其利用一截波器穩(wěn)定方法，可以消除輸出狀態(tài)的直流偏移量。一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移量消除電路，其包括一第一截波電路，具有一輸入端，耦接于一可變增益放大器的輸出端；一跨導(dǎo)放大器，具有一輸入端，耦接于所述第一截波電路的輸出端，用以將輸入電壓按比例轉(zhuǎn)換為一輸出電流；一第二截波電路，具有一輸入端，耦接于所述跨導(dǎo)放大器的輸出端；至少一內(nèi)部電容器，耦接于所述第二截波電路的輸出端，用以產(chǎn)生一低通濾波器的功能，與所述跨導(dǎo)放大器一同動作；一輔助的差動對在可變增益放大器的輸入端，耦接于跨導(dǎo)放大器的輸出端。
文檔編號H03G3/00GK1520032SQ03100650
公開日2004年8月11日 申請日期2003年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月20日
發(fā)明者沈威辰, 賴升業(yè) 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司