專利名稱：可變?cè)鲆娣糯笃骷捌湓鲆婵刂品椒ê褪瞻l(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可變?cè)鲆娣糯笃?variable gain amplifier，VGA)，特別有關(guān)一種 可變?cè)鲆娣糯笃?，其具有相?duì)于溫度的可程控(progmmmable)增益，具體來說 是關(guān)于一種可變?cè)鲆娣糯笃骷捌湓鲆婵刂品椒ê褪瞻l(fā)裝置。
背景技術(shù)：
許多通信裝置均需要與輸入電壓成指數(shù)型比例的可變?cè)鲆妗Ｒ苑重愔禐?刻度時(shí)，增益曲線會(huì)變成一條直線，通常被稱為對(duì)數(shù)線性(linear-in-dB)。舉 例而言，對(duì)數(shù)線性型的可變?cè)鲆娣糯笃骺蓱?yīng)用于移動(dòng)電話的收發(fā)裝置 (transceivers)中。可變?cè)鲆娣糯笃髯鳛槭瞻l(fā)裝置的自動(dòng)增益控制回路中的輸出 功率控制器，以便調(diào)整由移動(dòng)電話所發(fā)出的信號(hào)的功率。可變?cè)鲆娣糯笃饕?可用于接收器中，用以根據(jù)特定的接收動(dòng)作與所接收信號(hào)的強(qiáng)度來改變?cè)鲆?大小，以便維持一固定的信號(hào)準(zhǔn)位。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)的示意圖。在傳統(tǒng)通信裝置的 發(fā)射器與接收器中，可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆媸怯梢粋€(gè)與溫度無關(guān)的增益控制 信號(hào)SC所控制，以避免受溫度變動(dòng)的影響。圖2是表示增益控制信號(hào)SC與 可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆?單位為分貝值)間的關(guān)系示意圖，其中可變?cè)鲆娣糯?器的增益梯度(gain gmdient)相對(duì)于溫度為一固定值。增益(G)可通過等式(l)來表示G1 = — = C 薩+尺G(5b — )& (i)其中S。代表輸出信號(hào)、Si代表輸入信號(hào)、Sc代表增益控制信號(hào)、Kc代 表增益斜率、S。^t代表在最小增益時(shí)的增益控制信號(hào)，而Gmax代表最大増、/ 發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有技術(shù)中采用與溫度無關(guān)的增益控制信號(hào)控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑?益,不便于控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆媾c溫度間的關(guān)系，本發(fā)明提供可參考溫 度進(jìn)行調(diào)整的可變?cè)鲆娣糯笃骷捌湓鲆婵刂品椒ê褪瞻l(fā)裝置。本發(fā)明提供一種可變?cè)鲆娣糯笃?，包括可變?cè)鲆娣糯箅娐?，具有輸入?用以接收輸入信號(hào)，輸出端用以輸出輸出信號(hào)，以及控制端用以接收第一增 益控制信號(hào)，其中第一增益控制信號(hào)為溫度函數(shù)，以使得可變?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆媾c溫度之間的關(guān)系是可程控的(programmable)。本發(fā)明還提供可變?cè)鲆娣糯笃?，包括輸入端，用以接收輸入信?hào)；輸出 端，用以輸出輸出信號(hào)；以及可程控裝置(programmablemeans)，用以控制可 變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆媾c溫度之間的關(guān)系。本發(fā)明還提供一種收發(fā)裝置，包括所揭露的可變?cè)鲆娣糯笃?，用以根?jù) 增益控制信號(hào)，放大輸入信號(hào)并輸出輸出信號(hào)；以及功率放大器，用以放大 來自可變?cè)鲆娣糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)，并通過天線發(fā)射放大后的輸出信號(hào)至接收 器。本發(fā)明還提供一種收發(fā)裝置，包括可變?cè)鲆娣糯笃髋c功率放大器。其 中可變?cè)鲆娣糯笃靼ㄝ斎攵?，用以接收輸入信?hào)；輸出端，用以輸出輸 出信號(hào)；以及可程控裝置，用以控制上述可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆媾c溫度之間 的關(guān)系，用以根據(jù)增益控制信號(hào)，放大上述輸入信號(hào)并輸出上述輸出信號(hào)， 功率放大器用以放大來自上述可變?cè)鲆娣糯笃鞯纳鲜鲚敵鲂盘?hào)，并通過天線 發(fā)射該放大后的輸出信號(hào)至接收器。本發(fā)明還提供一種可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆婵刂品椒ǎㄍㄟ^第一增益 控制信號(hào)，線性地控制可變?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆?；以及通過第二增益控制信 號(hào)，控制可變?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆嫣荻?。本發(fā)明提供的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆媸菧囟鹊暮瘮?shù)，并非與溫度無關(guān)， 本發(fā)明通過可程控信號(hào)所定義的增益控制信號(hào)，進(jìn)一步控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆媾c溫度間的關(guān)系，以補(bǔ)償發(fā)射器的輸出功率的溫度系數(shù)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中可變?cè)鲆娣糯笃鞯氖疽鈭D。圖2是表示增益控制信號(hào)SC與可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆骈g的關(guān)系示意圖。圖3是顯示實(shí)施例包含設(shè)置于發(fā)射器中的可變?cè)鲆娣糯笃鞯耐ㄐ畔到y(tǒng)的示意圖。圖4是本發(fā)明一實(shí)施例增益梯度控制器的示意圖。圖5是本發(fā)明一實(shí)施例增益梯度控制器中的信號(hào)轉(zhuǎn)換器的示意圖。圖6是顯示可變?cè)鲆娣糯笃鞯哪M結(jié)果的示意圖。圖7是增益控制信號(hào)SC與可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆嬖诓煌瑴囟认碌年P(guān)系 示意圖。
具體實(shí)施方式
為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特 舉一優(yōu)選實(shí)施例，并配合說明書附圖，作詳細(xì)說明如下圖3是顯示實(shí)施例包含設(shè)置于發(fā)射器中的可變?cè)鲆娣糯笃鞯耐ㄐ畔到y(tǒng)的 示意圖。為了補(bǔ)償發(fā)射器中輸出功率的溫度系數(shù)，本發(fā)明加入另一個(gè)增益控 制信號(hào)Sct，使得可變?cè)鲆娣糯笃?2的增益并非與溫度無關(guān)，而是形成兩者的溫度函數(shù)，并且增益的系數(shù)可由可程控信號(hào)S廣S。所定義。舉例而言，在本發(fā)明實(shí)施例中的可程控信號(hào)S,~Sn以及增益控制信號(hào)Sc與ScT為電流信號(hào)。 如圖所示，發(fā)射器100包括可變?cè)鲆娣糯笃?2、混波器(mixer)20、功率 放大器(PA)30與天線(ANA)?；觳ㄆ?0用以混合基頻信號(hào)(BS)與本地振蕩器 (LO)所產(chǎn)生的本振信號(hào)(LOS)，以便將基頻信號(hào)(BS)升頻(up-converting)至射 頻信號(hào)作為輸入信號(hào)Si?？勺?cè)鲆娣糯笃?2用以根據(jù)增益控制信號(hào)ScT，放 大輸入信號(hào)Si并輸出輸出信號(hào)S。。功率放大器30用以放大來自可變?cè)鲆娣?大器12的輸入信號(hào)S。，并通過天線發(fā)射放大后的輸出信號(hào)S。至接收器?？勺?cè)鲆娣糯笃?2包括可變?cè)鲆娣糯箅娐?VGA)IO、加法器15以及增 益梯度控制器14?？勺?cè)鲆娣糯箅娐?0的輸入端與輸出端分別耦接至輸入 信號(hào)Si與輸出信號(hào)S。，加法器15的輸出端耦接至可變?cè)鲆娣糯箅娐?0的控 制端。增益梯度控制器14用以將可程控信號(hào)轉(zhuǎn)換成一個(gè)與絕對(duì)溫度成比例的信號(hào)，作為增益控制信號(hào)Scr。增益控制信號(hào)Sct是根據(jù)可程控信號(hào)Sn與下面的等式(2)所產(chǎn)生，<formula>formula see original document page 8</formula>(2)其中T代表目前溫度、To代表預(yù)定溫度、Sn代表第n個(gè)可程控信號(hào)，并 且當(dāng)T-T。時(shí)，增益控制信號(hào)ScT為零。圖4是本發(fā)明一實(shí)施例增益梯度控制器的示意圖。如圖所示，增益梯度 控制器14包括信號(hào)轉(zhuǎn)換器SCU1 SCUN以及加法器A10 A1N與A21 A2N， 用以根據(jù)等式(2)產(chǎn)生增益控制信號(hào)Sct。在一階的范例中，即N為1，將可程控信號(hào)Si輸入至加法器A10的第一 輸入端與信號(hào)轉(zhuǎn)換器SCU1的輸入端，因此增益控制信號(hào)Scr可表示成 「r )、^」?；蛘咴谝粋€(gè)二階的范例中，即N為2，輸入可程控信號(hào)Si至 加法器All與A21的第一輸入端，輸入可程控信號(hào)S2至信號(hào)轉(zhuǎn)換器SCU2 與加法器A21的第二輸入端，因此增益控制信號(hào)Scr可表示成<formula>formula see original document page 8</formula>，依此類推。圖5是本發(fā)明一實(shí)施例增益梯度控制器中的信號(hào)轉(zhuǎn)換器的示意圖。如圖 所示，信號(hào)轉(zhuǎn)換器SCU(SCU1、 SCU2、…或SCUN)包括四個(gè)晶體管Q1 Q4、 固定信號(hào)源SCNST以及兩個(gè)絕對(duì)溫度比例(PTAT)信號(hào)源SPTAT。信號(hào)轉(zhuǎn)換器SCU用以根據(jù)下面的等式，將一固定信號(hào)轉(zhuǎn)換成一絕對(duì)溫度比例信號(hào),<formula>formula see original document page 9</formula>在本實(shí)施例中，可程控信號(hào)S廣Sn、增益控制信號(hào)Sc與Scr是可為電流信號(hào)，而信號(hào)源ScNST是可為定電流源，而絕對(duì)溫度比例信號(hào)源SPTAT是可為絕對(duì)溫度比例電流源。換而言之，信號(hào)轉(zhuǎn)換器scu是用以將一定電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成絕對(duì)溫度比例電流信號(hào)。因此，梯度控制器14用以將可程控信號(hào)S廣Sn轉(zhuǎn)換成與絕對(duì)溫度成比例的增益控制信號(hào)sCT。根據(jù)等式(l)，可變?cè)鲆娣糯笃?2的增益可改寫為 G = f = G max+《G(5b — 6*。#w + 5br)根據(jù)等式(2)，當(dāng)T-To時(shí)，增益控制信號(hào)ScT為O，因此可變?cè)鲆?放大器12在溫度T。時(shí)的增益Gt?？杀硎境蒅Vo = y = G max+ Xg(iSc - iS。,/)另外，可變?cè)鲆娣糯笃?2的增益梯度可通過等式(2)而求得，因此增益梯度可表示成3WG A m!其中，m=l， 2， 3， ，..， N，而dGmt代表相對(duì)于溫度的mth階增益梯度。在一階的范例(即N-l)中，增益控制信號(hào)Sct可表示成■Scr = 5":^~一ilr。.，故^ = ^，因此相對(duì)于溫度的增益梯度可由可程控信號(hào)Si所定義。在二階的范例(即N=2)中，增益控制信號(hào)SCT可表示成<formula>formula see original document page 9</formula>因此相對(duì)于溫度的增益梯度可由可程控信號(hào)與S2所定義，依此類推(圖6是顯示可變?cè)鲆娣糯笃?2的模擬結(jié)果的示意圖，其中<formula>formula see original document page 10</formula>。如圖所示，每增加100。C時(shí)，可變?cè)鲆娣糯笃?2的增益增加2dB，并且可程控 信號(hào)S,(電流信號(hào))增加50pA。圖7是增益控制信號(hào)Sc與可變?cè)鲆娣糯笃?2 的增益(單位為分貝值)在不同溫度下的關(guān)系示意圖，并且可程控可變?cè)鲆娣?大器12的增益梯度。舉例而言，線段GTo代表可變?cè)鲆娣糯笃?2在預(yù)定溫 度T。的增益梯度，線段G代表可變?cè)鲆娣糯笃?2在較低溫度的增益梯度， 而線段GTH代表可變?cè)鲆娣糯笃?2在較高溫度的增益梯度。因此，本發(fā)明可 通過可程控信號(hào)S, Sn來控制可變?cè)鲆婵刂破?2相對(duì)于溫度的增益梯度。本發(fā)明提供一種可變?cè)鲆婵刂破鞯脑鲆婵刂品椒?。在此方法中，可變?cè)?益放大器的增益與溫度間的關(guān)系是可控制的，而非與溫度無關(guān)(如圖2中所 示)。舉例而言，在此方法中，圖3中所示的可變?cè)鲆娣糯箅娐?0的增益是 由增益控制信號(hào)Sc所線性控制，而可變?cè)鲆娣糯箅娐?0相對(duì)于溫度的增益 梯度是由增益控制信號(hào)Sct所控制。此外，可根據(jù)至少一可程控信號(hào)S廣Sn，由一可程控裝置(例如圖3中的 增益梯度控制器14)產(chǎn)生增益控制信號(hào)SCT，并且可根據(jù)等式并且Sn代表第n個(gè)可程控(programmable)信號(hào)。因?yàn)榭勺冊(cè)鲆娣糯笃?2的增益為溫度的函數(shù)，并非與溫度無關(guān)，本發(fā)明 是通過可程控信號(hào)S廣Sn所定義的增益控制信號(hào)，進(jìn)一步控制可變?cè)鲆娣糯?器的增益與溫度間的關(guān)系，以便補(bǔ)償發(fā)射器的輸出功率的溫度系數(shù)。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所做的均 等變化與修飾，都應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。T代表一目前溫度，
權(quán)利要求
1.一種可變?cè)鲆娣糯笃鳎涮卣髟谟?，所述的可變?cè)鲆娣糯笃靼勺冊(cè)鲆娣糯箅娐罚哂休斎攵擞靡越邮蛰斎胄盘?hào)，輸出端用以輸出輸出信號(hào)，以及控制端用以接收第一增益控制信號(hào)，其中上述第一增益控制信號(hào)為溫度函數(shù)，以使得上述可變?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆媾c溫度之間的關(guān)系是可程控的。
2. 如權(quán)利要求1所述的可變?cè)鲆娣糯笃鳎涮卣髟谟?，上述可變?cè)鲆娣?大電路的增益梯度相對(duì)于溫度是可程控的。
3. 如權(quán)利要求2所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，上述第一增益?制信號(hào)通過第二增益控制信號(hào)與第三增益控制信號(hào)所求得。
4. 如權(quán)利要求3所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，上述可變?cè)鲆娣?大電路的增益梯度是由上述第三增益控制信號(hào)所決定。
5. 如權(quán)利要求4所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，上述可變?cè)鲆娣?大電路的增益是通過上述第二增益控制信號(hào)線性地控制。
6. 如權(quán)利要求4所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，所述的可變?cè)鲆?放大器還包括增益梯度控制器，用以根據(jù)至少一可程控信號(hào)，產(chǎn)生上述第二 增益控制信號(hào)。
7. 如權(quán)利要求5所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，上述第三增益控制信?hào)是根據(jù)等式 <formula>formula see original document page 2</formula>目前溫度、S。代表第n個(gè)可程控信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求5所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，所述的可變?cè)鲆?放大器還包括加法器，用以將上述第二、第三增益控制信號(hào)相加，以得出上 述第一增益控制信號(hào)。
9. 一種收發(fā)裝置，其特征在于，所述的收發(fā)裝置包括可變?cè)鲆娣糯箅娐?，具有輸入端用以接收輸入信?hào)，輸出端用以輸出輸 出信號(hào)，以及控制端用以接收第一增益控制信號(hào)，其中上述第一增益控制信 號(hào)為溫度函數(shù)，以使得上述可變?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆媾c溫度之間的關(guān)系是可 程控的，用以根據(jù)上述第一增益控制信號(hào)，放大上述輸入信號(hào)并輸出上述輸 出信號(hào)；以及功率放大器，用以放大上述可變?cè)鲆娣糯笃鞯纳鲜鲚敵鲂盘?hào)，并通過天 線發(fā)射該放大后的輸出信號(hào)至接收器。
10. —種可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，所述的可變?cè)鲆娣糯笃靼ㄝ斎攵耍靡越邮蛰斎胄盘?hào)； 輸出端，用以輸出輸出信號(hào)；以及可程控裝置，用以控制上述可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆媾c溫度之間的關(guān)系。
11. 如權(quán)利要求10所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，上述可程控裝 置，用以根據(jù)第一增益控制信號(hào)，線性地控制上述可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆妗?br> 12. 如權(quán)利要求ll所述的可變?cè)鲆娣糯笃鳎涮卣髟谟?，上述可程控裝 置，用以根據(jù)第二增益控制信號(hào)，控制上述可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆嫣荻取?br> 13. 如權(quán)利要求12所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，上述可程控裝 置，包括-增益梯度控制器，用以根據(jù)至少一可程控信號(hào)，產(chǎn)生上述第二增益控制 信號(hào)；以及加法器，用以將上述第一、第二增益控制信號(hào)相加，以得出最終的增益 控制信號(hào)。
14. 如權(quán)利要求13所述的可變?cè)鲆娣糯笃?，其特征在于，上述第二增益r、"控制信號(hào)是根據(jù)等式""To—1所決定，其中To代表預(yù)定溫度、T代表目前溫度、Sn代表第n個(gè)可程控信號(hào)。
15.如權(quán)利要求ll所述的可變?cè)鲆娣糯笃鳎涮卣髟谟?，所述的可變?cè)鲆娣糯笃鬟€包括放大裝置，用以放大上述輸入信號(hào)，并輸出上述輸出信號(hào)。
16. —種收發(fā)裝置，其特征在于，所述的收發(fā)裝置包括 可變?cè)鲆娣糯笃?，包?輸入端，用以接收輸入信號(hào)； 輸出端，用以輸出輸出信號(hào)；以及可程控裝置，用以控制上述可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆媾c溫度之間的關(guān)系，用以根據(jù)增益控制信號(hào)，放大上述輸入信號(hào)并輸出上述輸出信號(hào)；以及功率放大器，用以放大來自上述可變?cè)鲆娣糯笃鞯纳鲜鲚敵鲂盘?hào)，并通過天線發(fā)射該放大后的輸出信號(hào)至接收器。
17. 一種可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆婵刂品椒?，所述的方法包?通過第一增益控制信號(hào)，線性地控制可變?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆?；以?通過第二增益控制信號(hào)，控制上述可變?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆嫣荻取?br> 18. 如權(quán)利要求17所述的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆婵刂品椒ǎ涮卣髟谟冢?上述第二增益控制信號(hào)是由可程控裝置根據(jù)至少一可程控信號(hào)所產(chǎn)生。
19. 如權(quán)利要求18所述的可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆婵刂品椒?，其特征在于，上述第二增益控制信?hào)是根據(jù)等式 "<formula>formula see original document page 4</formula>定溫度、T代表目前溫度、Sn代表第n個(gè)可程控信號(hào)所決定，其中To代表預(yù)
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可變?cè)鲆娣糯笃骷捌湓鲆婵刂品椒ê褪瞻l(fā)裝置，可變?cè)鲆娣糯笃靼勺冊(cè)鲆娣糯箅娐?，具有輸入端用以接收輸入信?hào)，輸出端用以輸出輸出信號(hào)，以及控制端用以接收第一增益控制信號(hào)?？勺?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆媾c溫度之間的關(guān)系并非與溫度無關(guān)，通過第二、第三增益控制信號(hào)得到第一增益控制信號(hào)，并由第一增益控制信號(hào)程控可變?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆孀兓５诙鲆婵刂菩盘?hào)用以線性地控制可增益放大電路的增益，而第三增益控制信號(hào)用以控制可變?cè)鲆娣糯箅娐返脑鲆嫣荻?。本發(fā)明通過可程控信號(hào)所定義的增益控制信號(hào)，進(jìn)一步控制可變?cè)鲆娣糯笃鞯脑鲆媾c溫度間的關(guān)系，以補(bǔ)償發(fā)射器的輸出功率的溫度系數(shù)。
文檔編號(hào)H03G3/20GK101267190SQ200810086040
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者曾柏森, 陳新福 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司