本公開一般涉及電子設(shè)備，更具體地涉及包絡(luò)檢測器。

背景技術(shù)：

如本領(lǐng)域中已知的，信號的“包絡(luò)”可以指正弦或周期性信號的變化幅度。變化的振幅信號通常用于許多設(shè)置中，例如采用諸如碼分多址(cdma)、全球移動通信長期演進(jìn)(gsm-lte)系統(tǒng)和正交幅度調(diào)制(例如，qam)(例如，在微波點(diǎn)對點(diǎn)通信系統(tǒng)中)。

附圖說明

通過以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述將容易理解實(shí)施例。在附圖中，通過示例而非限制的方式示出了實(shí)施例。

圖1是根據(jù)各種實(shí)施例的包絡(luò)檢測器的框圖。

圖2是根據(jù)各種實(shí)施例，可以包括在圖1的包絡(luò)檢測器中的反饋電路的框圖。

圖3是包括圖2的反饋電路的實(shí)施例的圖1的包絡(luò)檢測器的實(shí)施例的示意圖。

圖4是根據(jù)各種實(shí)施例，可以包括在圖1的包絡(luò)檢測器中的擺動級的框圖。

圖5是包括圖2的反饋電路的實(shí)施例和圖4的擺動階段的實(shí)施例的圖1的包絡(luò)檢測器的實(shí)施例的示意圖。

圖6是根據(jù)各種實(shí)施例，可以包括在圖4的擺動級中的限幅放大器的示意圖。

圖7是根據(jù)各種實(shí)施例，包括圖1的包絡(luò)檢測器的多路徑可變增益放大器的方框圖。

圖8是根據(jù)各種實(shí)施例的檢測輸入信號的包絡(luò)的方法的流程圖。

圖9是根據(jù)各種實(shí)施例，可以包括圖1的包絡(luò)檢測器的計(jì)算設(shè)備的框圖。

具體實(shí)施方式

本文公開了具有高輸入阻抗的包絡(luò)檢測器以及相關(guān)方法和系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，具有高輸入阻抗的包絡(luò)檢測器可以包括：包括第一，第二和第三晶體管的擺動級，其中第三晶體管和有源晶體管被布置為差分對，第一晶體管是有源晶體管，當(dāng)包絡(luò)檢測器的輸入為正，并且當(dāng)包絡(luò)檢測器的輸入為負(fù)時(shí)，第二晶體管為有源晶體管；以及反饋電路，其耦合到所述擺動級，以提供表示所述輸入的整流的輸出信號。

如上所述，變化的幅度信號通常用在數(shù)字通信系統(tǒng)中。用于幅度調(diào)制的其它設(shè)置包括例如音頻/視頻設(shè)備、電氣儀器、醫(yī)療電子以及個人或大型計(jì)算機(jī)。通常，包絡(luò)檢測器用作較大電路的一部分以測量輸入信號的功率(例如，通過測量電壓并計(jì)算功率)。一旦準(zhǔn)確地檢測到輸入信號的包絡(luò)，則可以進(jìn)一步處理包絡(luò)以提取關(guān)于信號的其它統(tǒng)計(jì)信息，例如其均方根值，其峰值等。

傳統(tǒng)的包絡(luò)檢測采用了多種形式。常規(guī)半波整流器可以包括二極管結(jié)(例如，pn結(jié)或肖特基二極管)以及電阻器和電容器負(fù)載。這種半波整流器中的二極管可以被選擇為在期望的頻率響應(yīng)和期望的靈敏度之間的折衷的特定電流。傳統(tǒng)的全波整流器(例如，使用四個肖特基二極管)可以通過向正和負(fù)信號擺幅呈現(xiàn)平衡負(fù)載，并提供雙倍輸出(由于波整流)而改進(jìn)常規(guī)半波整流器。傳統(tǒng)的全波整流器的輸出通常使用精密放大器進(jìn)一步處理，并且鑒于頻率響應(yīng)/靈敏度權(quán)衡，全波整流器的二極管可以被偏置。常規(guī)有源絕對值單元通常包括非線性跨導(dǎo)級，其輸出電流與類似復(fù)制單元的輸出平衡。絕對值單元可以由誤差放大器驅(qū)動以使兩個單元的輸出之間的差異為零。

這些常規(guī)包絡(luò)檢測架構(gòu)通常具有在100-500ω范圍內(nèi)的中等輸入阻抗(取決于整流結(jié)的標(biāo)稱操作偏置，如下面所討論的，考慮到帶寬要求而選擇)。此外，在這些架構(gòu)中，待檢測的輸入信號跨整流二極管和電阻器(并且通常還包括并聯(lián)電容器)的串聯(lián)組合施加。因此，檢測器負(fù)載是動態(tài)的，隨著信號電平而變化。

當(dāng)這些常規(guī)包絡(luò)檢測器跨主信號鏈連接時(shí)，這些特性呈現(xiàn)困難。特別地，這些包絡(luò)檢測器的低阻抗可以加載驅(qū)動電路塊。常規(guī)的“解決方法”是在包絡(luò)檢測器上設(shè)置分流電阻器，以將其在不同信號電平上的輸入阻抗穩(wěn)定到受控值(例如，50ω)，然后使用耦合器或電阻分壓器將信號耦合到包絡(luò)檢測器。這種方法降低了包絡(luò)檢測器的有效靈敏度，因?yàn)榘j(luò)檢測器看到的信號通常沿著信號鏈從感測點(diǎn)電平減少了20db或更多。此外，耦合器在集成電路中消耗大量空間，使得它們的使用對于集成解決方案不切實(shí)際。為了克服有效靈敏度的降低，一些方法還包括附加的緩沖放大器，其既占用空間又消耗功率。

本文公開的各種實(shí)施例可以呈現(xiàn)出超過常規(guī)包絡(luò)檢測器的一個或多個優(yōu)點(diǎn)。例如，本文公開的各種包絡(luò)檢測器可以呈現(xiàn)高輸入阻抗，并且因此可以直接跨越信號鏈(例如，與主信號流連接并聯(lián))而不消耗過多的信號功率。在一些實(shí)施例中，包絡(luò)檢測器100可以提供幾千歐姆的輸入電阻，這可以使得包絡(luò)檢測器100能夠在信號鏈中的任何期望點(diǎn)“懸空”，而沒有明顯的負(fù)載效應(yīng)(例如，如下面參考圖7所討論的))。因此，本文所公開的包絡(luò)檢測器100的使用可以幫助維持設(shè)備中的信號鏈的期望的(或者根據(jù)應(yīng)用需要)高的線性度。相比之下，常規(guī)二極管檢測器可能呈現(xiàn)幾百歐姆的輸入阻抗，并且可能是強(qiáng)非線性的(取決于信號電平)，使得難以保持信號路徑完整性。此外，本文公開的包絡(luò)檢測器100可以是線性伏特檢測器，其中檢測的包絡(luò)與輸入信號的包絡(luò)成比例。在一些應(yīng)用中，線性伏特檢測器可有利地避免基于二極管的檢測器的平方律非線性。

在下面的詳細(xì)描述中，參考形成其一部分的附圖，其中相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的部件，并且其中通過示例的方式示出了可以實(shí)施的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本公開的范圍的情況下，可以利用其他實(shí)施例，并且可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)或邏輯改變。因此，以下詳細(xì)描述不應(yīng)被視為具有限制意義。

各種操作可以以最有助于理解所公開的主題的方式依次被描述為多個離散動作或操作。然而，描述的順序不應(yīng)被解釋為暗示這些操作必須是順序相關(guān)的。具體地，這些操作可以不按照呈現(xiàn)的順序執(zhí)行。所描述的操作可以以與所描述的實(shí)施例不同的順序來執(zhí)行?？梢詧?zhí)行各種附加操作，和/或在附加實(shí)施例中可以省略所描述的操作。

為了本公開的目的，短語“a和/或b”是指(a)，(b)或(a和b)。為了本公開的目的，短語“a，b和/或c”是指(a)，(b)，(c)，(a和b)，(a和c)，(b和c)，或(a，b和c)。當(dāng)關(guān)于測量范圍使用時(shí)，術(shù)語“在...之間”包括測量范圍的端點(diǎn)。

本說明書使用短語“在實(shí)施例中”或“在一些實(shí)施例中”，其可以各自指代相同或不同實(shí)施例中的一個或多個。此外，關(guān)于本公開的實(shí)施例使用的術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”等是同義的。

圖1是根據(jù)各種實(shí)施例的包絡(luò)檢測器100的框圖。包絡(luò)檢測器100可以包括擺動級102和反饋電路104。包絡(luò)檢測器100的輸入可以是差分輸入信號，并且在這樣的實(shí)施例中，包絡(luò)檢測器100可以包括正輸入端子106和負(fù)輸入端子108耦合到擺動級102。在一些實(shí)施例中，包絡(luò)檢測器100的輸入可以是單端信號，并且包絡(luò)檢測器100可以包括單端到差分轉(zhuǎn)換器(未示出)，以提供到正輸入端子106和負(fù)輸入端子108的差分輸入信號。包絡(luò)檢測器100可以具有輸出端子110。

擺動級102可以通過在擺動級102中從正到負(fù)放大分量“擺動”來響應(yīng)輸入差分信號中的正到負(fù)轉(zhuǎn)變，反之亦然。反饋電路104可以幫助調(diào)節(jié)由擺動級102執(zhí)行的放大，使得在輸出端子110處出現(xiàn)的輸出信號表示在正輸入端子106和負(fù)輸入端子108處的輸入信號的整流。共模正輸入端子106/負(fù)輸入端子108處的電壓可以用作輸出端子110處的參考電壓。例如，如果輸入端子106和108處的共模電壓為1.5v，則1.5v的電壓輸出端子110可以表示“無信號”狀況。

本文公開了擺動級102和反饋電路104的多個實(shí)施例。例如，圖2是根據(jù)各種實(shí)施例的可包括在包絡(luò)檢測器100中的反饋電路104的框圖。反饋電路104可以包括電流鏡103和緩沖器105。電流鏡103可以平衡到擺動級102的電流，并且緩沖器105可以完成到擺動級102的反饋回路。

圖3是包括圖2的反饋電路104的實(shí)施例的包絡(luò)檢測器100的實(shí)施例的示意圖。具體地，圖3的包絡(luò)檢測器100包括擺動級102和反饋電路104，并且反饋電路104包括電流鏡103和緩沖器105。雖然圖3所示的晶體管是具有某些極性(例如，npn或pnp)的雙極結(jié)型晶體管(bjt)，圖3的包絡(luò)檢測器100可以使用互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)晶體管代替本領(lǐng)域已知的bjt來實(shí)現(xiàn)(以及本文公開的其他包絡(luò)檢測器100)。例如，npnbjt可以用nmos晶體管代替，并且pnpbjt可以用pmos晶體管代替。現(xiàn)在詳細(xì)討論圖3的包絡(luò)檢測器100的組件。

電流鏡103可以包括在第一分支123中的第一電阻器126和第一晶體管122以及在第二分支125中的第二電阻器128和第二晶體管124。晶體管122可以是二極管連接的，并且晶體管122和124的基極可以耦合在一起。電流鏡103可以耦合在電源電壓130和擺動級102之間。

緩沖器105可以耦合到電流鏡103的晶體管124的集電極，并且特別地可以包括射極跟隨器晶體管132，其基極耦合到晶體管124的集電極。晶體管124的發(fā)射極132可以耦合到晶體管120的基極(并且因此耦合到輸出端子110)，如圖所示。晶體管132可以不具有穩(wěn)定偏置電流，因此，如下所述，當(dāng)這些電壓為正時(shí)，晶體管132的發(fā)射極可以跟蹤輸入到正輸入端子106和負(fù)輸入端子108的電壓。補(bǔ)償電容器134可以連接在晶體管132的基極和發(fā)射極之間，并且可以提供高頻路徑以驅(qū)動晶體管120的基極，如下所述。在一些實(shí)施例中，300pf的值可以適用于補(bǔ)償電容器134.在各種實(shí)施例中，緩沖器105可以包括除了圖3所示的那些組件之外的組件，視情況而定。

圖3中的擺動級102可以包括第一晶體管116，第二晶體管118和第三晶體管120。晶體管116、118和120可以布置在共發(fā)射極配置中，并且這些晶體管的發(fā)射極可以耦合到電流源140，如圖所示。晶體管116的基極可以耦合到正輸入端子106，并且晶體管118的基極可以耦合到負(fù)輸入端子108。在一些實(shí)施例中，施加到正輸入端子106和負(fù)輸入端子106的差分信號輸入端子108可以具有大約是電源電壓130的值的一半的共模值。在一些實(shí)施例中，輸入信號可以被dc耦合到正輸入端子106和負(fù)輸入端子108(使得ac和dc值都傳遞到正輸入端子106和負(fù)輸入端子108)。在其他實(shí)施例中，輸入信號可以ac耦合到正輸入端子106和負(fù)輸入端子108(例如，當(dāng)電容器用于在正輸入端子106和負(fù)輸入端子108之前濾除任何dc信號)，在這種情況下，可以通過合適的電阻器將適當(dāng)?shù)钠秒妷菏┘拥骄w管116和118的基極，如本領(lǐng)域中已知的。

晶體管116和118的集電極可以連接在一起并耦合到電流鏡103的第一分支123，并且晶體管120的集電極可以耦合到電流鏡103的第二分支125?；鶚O可以耦合到輸出端子110，并且如下所述，可以由通過電流鏡103和緩沖器105工作的反饋環(huán)路驅(qū)動。

當(dāng)正輸入端子106處的電壓實(shí)質(zhì)上高于負(fù)輸入端子108處的電壓(例如，在正弦周期的第一半期間)時(shí)，晶體管116可比晶體管118更重地導(dǎo)通。在這樣的操作階段，晶體管116可以被稱為“有源”晶體管，晶體管118可以被有效地“切斷”，并且晶體管116和晶體管120可以用作差分對。在晶體管120的基極處并且因此在輸出端子110處的電壓可以跟蹤正輸入端子106處的電壓。當(dāng)負(fù)輸入端子108處的電壓基本上高于正輸入端子106處的電壓時(shí)(例如，在正弦周期的第二半期間)，晶體管118可以比晶體管116更重地導(dǎo)電。在該操作階段中，晶體管118可以是有源晶體管，晶體管116可以被有效地“關(guān)斷”，晶體管118和晶體管120可以用作差分對。在晶體管120的基極處并且因此在輸出端子110處的電壓可以跟蹤負(fù)輸入端子108處的電壓。因此，出現(xiàn)在輸出端子110處的電壓可以表示施加的電壓的全波整流跨越正輸入端子106和負(fù)輸入端子108，作為反饋電路104的結(jié)果和擺動級102中的差分對的增益。

如上所述，擺動級102可以在不同的“正”和“負(fù)”操作階段之間擺動。當(dāng)輸入信號的幅度足夠大使得晶體管116或118中的一個比另一個導(dǎo)通顯著時(shí)，擺動級102的行為可以被良好地建模為在公共發(fā)射極內(nèi)的兩個差分對之間來回切換當(dāng)輸入信號的振幅小時(shí)，晶體管116和118可以同時(shí)導(dǎo)通，并且電流鏡103的第一分支123可以為兩個晶體管提供集電極電流同時(shí)導(dǎo)通的一個結(jié)果是，相對于輸入端處的共模電壓，可以在輸出端110處的電壓中引入dc偏移。另外，由于晶體管116和118的輸出電流對于小輸入信號可能是異相的，所以這些信號的和可能導(dǎo)致小的凈信號電流進(jìn)入電流鏡103的晶體管122。

本文公開的擺動級102的一些實(shí)施例可以布置成減輕這些“小信號”結(jié)果。例如，圖4是根據(jù)各種實(shí)施例的包括核心電路112和共源共柵電路114的擺動級102的框圖。核心電路112可以采取圖3所示的擺動級102的形式，而共源共柵放大電路114可設(shè)置在核心電路112與反饋電路104之間以加強(qiáng)擺動級102的正負(fù)擺動。

圖5是包括圖2的反饋電路104的實(shí)施例和圖4的擺動級102的實(shí)施例的包絡(luò)檢測器100的實(shí)施例的示意圖。具體地，圖5的包絡(luò)檢測器100包括擺動級102和反饋電路104，擺動級102包括核心電路112和共源共柵電路114，并且反饋電路104包括電流鏡103和緩沖器105。圖5的電路可以采用上面參考圖3討論的電流鏡的形式，而圖5的緩沖器105可以包括射極跟隨器晶體管132和補(bǔ)償電容器134，如上面參考圖3所討論的。如上面參考圖3所討論的，晶體管132可以不具有穩(wěn)定的偏置電流，因此當(dāng)這些電壓為正時(shí)，晶體管132的發(fā)射極可以跟蹤輸入到正輸入端子106和負(fù)輸入端子108的電壓。

如上所述，圖5的擺動級102的核心電路112可以包括可采取圖3的擺動級102的形式，并且可以包括第一晶體管116，第二晶體管118和第三晶體管120。這些晶體管可以基本上根據(jù)上述任何實(shí)施例來布置。圖5的共源共柵電路114可以包括四個共源共柵晶體管148,150,152和154。(核心電路112的)晶體管116的集電極可以耦合到共源共柵晶體管148和150的發(fā)射極，以及晶體管118的集電極(可以耦合到共源共柵晶體管152和154的發(fā)射極。晶體管116和118(分別耦合到正輸入端子106和負(fù)輸入端子108)的基極可以耦合到共源共柵晶體管第一輸入端子160和限幅放大器142的第二輸入端子162。盡管在圖5中示出了單個限幅放大器142，根據(jù)需要，限制放大器142可以被實(shí)現(xiàn)為多個分離的放大器。限幅放大器142可以包括用于分別提供在第一輸入端子160和第二輸入端子162處出現(xiàn)的信號的放大版本的第一輸出端子164和第二輸出端子166。圖5中所示的節(jié)點(diǎn)144和146分別表示限幅放大器142的第一輸出端子164和第二輸出端子166處的電壓。第一輸出端子164可以耦合到共源共柵晶體管150和154的基極，并且第二輸出端子166可耦合到共源共柵晶體管148和152的基極，如圖所示。第一輸入端子160和第一輸出端子164可以是同相的，而第二輸入端子162和第二輸出端子166可以是同相的。

可以選擇限制放大器142的增益，使得當(dāng)輸入信號擺動正和負(fù)時(shí)，限制放大器142的輸出擺幅足以“激活”或“去激活”不同的共源共柵晶體管。在一些實(shí)施例中，例如，輸出擺幅可以是大約+/-200mv；在其他實(shí)施例中，例如，輸出擺幅可以是大約+/-300mv?？梢赃x擇限制放大器142的速度，以便在其輸出端子164和166處相對于晶體管116和118的集電極輸出的信號電流引入可接受量的相位滯后。在一些實(shí)施例中，可接受量的相位滯后可以是例如10°，但這將取決于應(yīng)用。限制放大器142的速度可以與限制放大器142的功率消耗平衡，其中較高的速度通常需要較高的功率消耗。

共源共柵晶體管150和152的集電極可以連接在一起并且耦合到電流鏡103的第一分支123，并且共源共柵晶體管148和154的集電極可以連接在一起并耦合到復(fù)制分支159。復(fù)制分支159可以包括電阻器158和二極管連接的晶體管156，其被選擇為分別提供第一分支123的電阻器126和晶體管122的復(fù)制品(并且因此可以模仿電阻器126和晶體管122)。如圖所示，如圖5所示，用于共源共柵晶體管的基極的差分驅(qū)動器被布置成使得在耦合到電流鏡103的每個分支的兩個共源共柵結(jié)構(gòu)中，耦合到晶體管122的一個中，當(dāng)輸入信號擺動為正時(shí)，其基極被拉高相應(yīng)的核心電路晶體管(晶體管116或晶體管118)。

(核心電路112的)晶體管120的集電極可以耦合到電流鏡103的第二分支125。晶體管120的基極可以耦合到輸出端子110，并且如這里所討論的，可以由通過電流鏡103和緩沖器105工作的反饋回路驅(qū)動。

當(dāng)限幅放大器142具有足夠高的增益，使得當(dāng)輸入信號從正到負(fù)(或從負(fù)到正)擺動時(shí)，共源共柵放大電路114的共源共柵晶體管被完全切換，則只有由晶體管116和118在其各自的基極處的正輸入擺動期間將被路由到電流鏡103的晶體管122。例如，在正弦輸入的正半周期期間，當(dāng)正輸入端子106處的電壓大于比在負(fù)輸入端子108處的電壓，節(jié)點(diǎn)144處的電壓可以大于節(jié)點(diǎn)146處的電壓足夠大的量(例如，200-300mv)，以使共源共柵晶體管148和152兩者關(guān)閉，而共源共柵晶體管150和154導(dǎo)通。共源共柵晶體管150可以將電流從正擺動晶體管116的集電極傳輸?shù)骄w管122，而共源共柵晶體管154可以將電流從負(fù)擺動晶體管118的集電極傳輸?shù)诫娫措妷?30(經(jīng)由晶體管156)。在正弦輸入的負(fù)半周期間，當(dāng)負(fù)輸入端子108處的電壓大于正輸入端子106處的電壓時(shí)，節(jié)點(diǎn)146處的電壓可以大于節(jié)點(diǎn)144處的電壓大足夠的量(例如，200-300mv)，以在共源共柵晶體管148和152導(dǎo)通時(shí)使共源共柵晶體管150和154兩者關(guān)斷。共源共柵晶體管152可以將電流從正擺動晶體管118的集電極傳輸?shù)骄w管122，而共源共柵晶體管148可以將電流從負(fù)擺動晶體管116的集電極傳輸?shù)诫娫措妷?30(經(jīng)由晶體管156)。因此，晶體管122可以僅從晶體管116和118的正擺動晶體管中的一個接收信號電流，并且由反饋電路104提供的反饋回路可以確保輸出端子110處的電壓是真正的全波整流的輸入信號。

包括共源共柵放大器電路114的包絡(luò)檢測器100的實(shí)施例可以提高檢測器的靈敏度，因?yàn)閬碜跃w管116和118的負(fù)擺動晶體管的異相電流(如上所述，其可以減小在圖3所示的實(shí)施例中進(jìn)入晶體管122的凈電流)不被路由到晶體管122。級聯(lián)電路114還可以減輕或消除當(dāng)晶體管116和118同時(shí)導(dǎo)通時(shí)引入的dc偏移，因?yàn)橹挥幸话刖w管116和118的組合電流被路由到晶體管122(并且針對來自晶體管120的相同電流進(jìn)行平衡)。在一些實(shí)施例中，可實(shí)現(xiàn)-35dbm或更大的靈敏度水平。當(dāng)包絡(luò)檢測器100中的各種器件的物理性質(zhì)很好地匹配(例如，晶體管116和118具有相同的尺寸，飽和電流等)并且布局為使器件偏移最小化時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)最大的靈敏度。例如，可以執(zhí)行修整技術(shù)以改善器件匹配。

限幅放大器142可以采取任何合適的形式。例如，圖6是根據(jù)各種實(shí)施例，可以包括在圖4的擺動級102中的限幅放大器142的示意圖。圖6的限幅放大器142可以包括其基極耦合到第一輸入端子160的晶體管178的晶體管178以及其基極耦合到第二輸入端子162的晶體管180。電流源182可以耦合在地和晶體管178的組合發(fā)射極端子之間電阻器168和晶體管172耦合在晶體管178和電源電壓130之間，電阻器170和晶體管174耦合在晶體管180和電源電壓130之間。晶體管172和174的基極可耦合到偏置電壓176。第一輸出端子164可耦合到電阻器170與晶體管174的集電極之間的節(jié)點(diǎn)，且第二輸出端子166可耦合到電阻器168與集電極。

圖6的限幅放大器142是可以實(shí)現(xiàn)大約25db或更大的增益的單級放大器，其可以足以實(shí)現(xiàn)上面參照共源共柵電路114描述的共源共柵開關(guān)的益處。所需增益的量可以取決于包絡(luò)檢測器100中包括的特定組件；例如，在包絡(luò)檢測器100的cmos實(shí)現(xiàn)中可能需要更高的增益以實(shí)現(xiàn)完全切換。圖6的單級放大器可以對于高頻應(yīng)用具有期望的頻率響應(yīng)。在一些實(shí)施例中，高頻范圍可以是1-2ghz。在諸如音頻處理應(yīng)用的較低頻率應(yīng)用中，可以使用較高增益限制放大器142(例如，斬波放大器)。在一些實(shí)施例中，低頻范圍可以小于100mhz。例如，在其他實(shí)施例中，包括在擺動級102中的限幅放大器142可以是本領(lǐng)域已知的多級放大器。

由包絡(luò)檢測器100呈現(xiàn)的輸入阻抗可以是偏置電流的函數(shù)。例如，在圖5的實(shí)施例中，輸入阻抗可以由表達(dá)式確定

β/(gm1+gm2)

其中β是電流增益，gm1和gm2分別是核心電路112和限制放大器142的跨導(dǎo)。特定級的gm的值可以與該級中的偏置電流成比例，并且該級中的偏置電流可以用期望的心理帶寬來選擇，如本領(lǐng)域中已知的。在一些實(shí)施例中，耦合到晶體管116和118的基極的小的外部串聯(lián)電阻(例如，100ω，取決于應(yīng)用)可以幫助消除包絡(luò)檢測器100上的輸入設(shè)備的電容負(fù)載影響。

這里公開的包絡(luò)檢測器100的帶寬可以是電源電流的函數(shù)。在其中晶體管是bjt的一些實(shí)施例中，各種包絡(luò)檢測器100(例如，圖5的包絡(luò)檢測器100)可以實(shí)現(xiàn)超過2ghz的帶寬。例如，在3.3v電源電壓130下使用小于3ma的電源電流可以實(shí)現(xiàn)大約2.5ghz的帶寬。這種帶寬可以適用于基帶和中頻(if)檢測應(yīng)用(例如，在70和140mhz適用于許多應(yīng)用)。在一些窄帶應(yīng)用中，可以在包絡(luò)檢測器100中使用小的偏置電流以降低功耗；在一些寬帶應(yīng)用中，可以使用大的偏置電流來增加檢測器的帶寬。

這里公開的包絡(luò)檢測器100的測量范圍可以是包絡(luò)檢測器100可以測量的最小信號(稱為“靈敏度”)和包絡(luò)檢測器100可以測量的最大信號(沒有削波)的函數(shù))。在圖5的包絡(luò)檢測器100的一些實(shí)施方式中，例如，可以以+/-1db的精度(在100ω差分阻抗中等于-35.5dbm)測量小至約15mv峰峰值的信號，并且當(dāng)使用3.3v電源電壓130工作時(shí)，可以以+/-1db的精度(在100ω差分阻抗中等于10.5dbm)測量大到3v峰-峰值的信號。因此，該示例的測量范圍大約為46db。

這里公開的包絡(luò)檢測器100的反饋拓?fù)淇梢允沟冒j(luò)檢測器100能夠隨溫度變化保持其精度。特別地，只要有足夠的環(huán)路增益，通過反饋電路104反饋到擺動級102的信號將跟蹤輸入信號，而不管溫度如何。例如，在一些實(shí)施例中，可以容易地實(shí)現(xiàn)+/-0.25db的精度。

這里公開的包絡(luò)檢測器100的功率消耗可以取決于偏置電流(如上所述，其可以與包絡(luò)檢測器100的期望帶寬相關(guān))。在一些實(shí)施例中，核心電路112可以用1ma或更小的電流偏置。當(dāng)擺動級102包括共源共柵電路114時(shí)，限制放大器142可消耗與核心電路112相似的電流量。當(dāng)電源電壓130保持在3.3v時(shí)，圖5的電路可以消耗小于3ma的電源電流。

本文公開的包絡(luò)檢測器100可以用在任何合適的設(shè)備或應(yīng)用中。例如，圖7是根據(jù)本文公開的任何實(shí)施例的包括包絡(luò)檢測器100的多路徑可變增益放大器(vga)194的框圖。多路vga194可以包括兩個信號鏈192-1和192-2。在一些實(shí)施例中，多徑vga194的信號鏈192可以用于調(diào)制信號的同相(i)和正交(q)分量，如本領(lǐng)域中已知的。每個信號鏈192可以包括可變增益前置放大器184，濾波器188和可變增益后置放大器190.濾波器188可以是例如可調(diào)諧低通濾波器或者在藝術(shù)。包括在多路vga194中的增益控制電路186可以用于控制可變增益前置放大器184的增益(以及在一些實(shí)施例中，濾波器188的參數(shù)和可變增益后置放大器190的增益)。包絡(luò)檢測器100可以在任何期望的位置處接入信號鏈192。例如，如圖7所示，包絡(luò)檢測器100可以分接到可變增益前置放大器184和濾波器188之間的信號鏈19。在一些實(shí)施例中，功率檢測器196可以接收包絡(luò)檢測器100的輸出，并且可以確定輸出的功率統(tǒng)計(jì)這種功率統(tǒng)計(jì)的示例可以包括包絡(luò)檢測器100的輸出的均方根值，包絡(luò)檢測器100的輸出的峰值或者包絡(luò)檢測器100的輸出的任何其他統(tǒng)計(jì)。圖7的度通道vga194可以包括在任何合適的設(shè)備中，諸如無線通信接收器((例如，在射頻信號和模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器之間的接口中)。

圖8是根據(jù)各種實(shí)施例的檢測輸入信號的包絡(luò)的方法800的流程圖。以下參照方法800討論的操作可以參考圖1的包絡(luò)檢測器100來說明，但是這僅僅是為了便于討論，并且方法800可以用于操作任何合適的包絡(luò)檢測電路。

在802，可以在包絡(luò)檢測器處接收輸入信號。例如，可以在包絡(luò)檢測器100的正輸入端子106和負(fù)輸入端子108處接收差分輸入信號。

在804，當(dāng)輸入信號(在802接收)為正時(shí)，包絡(luò)檢測器的第一和第三晶體管可以用作有源差分對。例如，當(dāng)正輸入端子106處的電壓大于負(fù)輸入端子108處的電壓時(shí)，擺動級102的晶體管116和120可以用作有源差分對。

在806，當(dāng)輸入信號(在802處接收)為負(fù)時(shí)，包絡(luò)檢測器的第二和第三晶體管可充當(dāng)有源差分對。例如，當(dāng)負(fù)輸入端子108處的電壓大于正輸入端子106處的電壓時(shí)，擺動級102的晶體管118和120可以用作有源差分對。)。

在808，可以在第三晶體管的輸入處提供輸出信號，其中輸出信號表示輸入信號的整流。例如，可以在耦合到第三晶體管120的輸出端子110處提供輸出信號，其中輸出信號表示提供給正輸入端子106和負(fù)輸入端子108的輸入信號的整流。

包絡(luò)檢測器100的任何實(shí)施例可以被實(shí)現(xiàn)為獨(dú)立電路，或者可以被包括在多功能芯片中。更一般地，本文公開的實(shí)施例可以包括在任何合適的設(shè)備中，諸如任何合適的計(jì)算設(shè)備?？商貏e受益于本文所公開的包絡(luò)檢測器100的應(yīng)用可包括音頻輸入，音頻輸出，顯示器和通信應(yīng)用，或其中將執(zhí)行模擬控制的任何設(shè)置。圖9是根據(jù)本公開的教導(dǎo)，可以包括圖1的包絡(luò)檢測器100的任何實(shí)施例的計(jì)算設(shè)備的框圖。特別地，可以受益于包絡(luò)檢測的計(jì)算設(shè)備900的任何組件可以有利地包括包絡(luò)檢測器100。在圖9中示出了多個組件。如圖所示包括在計(jì)算設(shè)備900中，但是這些組件中的任何一個或多個可以被省略或復(fù)制，以適合于應(yīng)用。在一些實(shí)施例中，這些組件中的一些或全部被制造在單個片上系統(tǒng)(soc)管芯上。

另外，在各種實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備900可以不包括圖9中所示的一個或多個組件，但是計(jì)算設(shè)備900可以包括用于耦合到一個或多個組件的接口電路。例如，計(jì)算設(shè)備900可以不包括顯示設(shè)備906，但是可以包括顯示設(shè)備906可以耦合到的顯示設(shè)備接口電路(例如，連接器和驅(qū)動器電路)。在另一組示例中，計(jì)算設(shè)備900可以不包括音頻輸入設(shè)備924或音頻輸出設(shè)備908，但是可以包括音頻輸入或輸出設(shè)備接口電路(例如，連接器和支持電路)，音頻輸入設(shè)備924或音頻輸出設(shè)備908。計(jì)算設(shè)備900的任何一個或多個組件可以包括一個或多個包絡(luò)檢測器100。

計(jì)算設(shè)備900可以包括處理設(shè)備902(例如，一個或多個處理設(shè)備)。如本文所使用的，術(shù)語“處理設(shè)備”或“處理器”可以指處理來自寄存器和/或存儲器的電子數(shù)據(jù)以將該電子數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以存儲在寄存器中的其他電子數(shù)據(jù)的任何設(shè)備或設(shè)備的一部分，以及/或存儲器。處理設(shè)備902可以包括一個或多個數(shù)字信號處理器(dsp)，專用集成電路(asic)，中央處理單元(cpu)，圖形處理單元(gpu)，密碼處理器(在硬件內(nèi)執(zhí)行密碼算法的專用處理器)，服務(wù)器處理器或任何其它合適的處理設(shè)備。在一些實(shí)施例中，處理設(shè)備902可以包括包絡(luò)檢測器100。計(jì)算設(shè)備900可以包括存儲器904，存儲器904本身可以包括一個或多個存儲器設(shè)備，例如易失性存儲器(例如，動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dram)非易失性存儲器(例如，只讀存儲器(rom))、閃存、固態(tài)存儲器和/或硬盤驅(qū)動器。在一些實(shí)施例中，存儲器904可以包括與處理設(shè)備902共享管芯的存儲器。該存儲器可以用作高速緩存存儲器，并且可以包括嵌入式dram(edram)或自旋轉(zhuǎn)移力矩ram(stt-mram)。

在一些實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備900可以包括通信芯片912(例如，一個或多個通信芯片)。例如，通信芯片912可以被配置為管理用于向計(jì)算設(shè)備900傳輸數(shù)據(jù)和從計(jì)算設(shè)備900傳輸數(shù)據(jù)的無線通信。術(shù)語“無線”及其派生詞可以用于描述電路、設(shè)備、系統(tǒng)、方法、技術(shù)、通信信道等，其可以通過使用調(diào)制的電磁輻射通過非固體介質(zhì)來傳送數(shù)據(jù)。該術(shù)語并不意味著相關(guān)聯(lián)的設(shè)備不包含任何導(dǎo)線，盡管在一些實(shí)施例中它們可能不包括。通信芯片912可以包括包絡(luò)檢測器100。

通信芯片912可以實(shí)現(xiàn)多種無線標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議中的任何一種，包括但不限于包括wi-fi(ieee802.11家族)，ieee802.16標(biāo)準(zhǔn)(例如，ieee802.11標(biāo)準(zhǔn))的電氣和電子工程師協(xié)會ieee802.16-2005修正)，長期演進(jìn)(lte)項(xiàng)目以及任何修改，更新和/或修訂(例如，高級lte項(xiàng)目，超移動寬帶(umb)項(xiàng)目(也稱為“3gpp2”)等)。)。ieee802.16兼容的寬帶無線接入(bwa)網(wǎng)絡(luò)通常被稱為wimax網(wǎng)絡(luò)，wimax網(wǎng)絡(luò)是代表微波接入的全球互通性的縮寫，wimax是通過針對ieee802.16標(biāo)準(zhǔn)的一致性和互操作性測試的產(chǎn)品的認(rèn)證標(biāo)記。通信芯片912可以根據(jù)全球移動通信系統(tǒng)(gsm)，通用分組無線業(yè)務(wù)(gprs)，通用移動電信系統(tǒng)(umts)，高速分組接入(hspa)，演進(jìn)的hspa(e-hspa)，或lte網(wǎng)絡(luò)。通信芯片912可以根據(jù)增強(qiáng)型數(shù)據(jù)gsm演進(jìn)(edge)，gsmedge無線電接入網(wǎng)絡(luò)(geran)，通用陸地?zé)o線電接入網(wǎng)絡(luò)(utran)或演進(jìn)utran(e-utran)來操作。通信芯片912可以根據(jù)碼分多址(cdma)，時(shí)分多址(tdma)，數(shù)字增強(qiáng)型無繩電信(dect)，演進(jìn)數(shù)據(jù)優(yōu)化(ev-do)及其衍生物以及任何其他被指定為3g，4g，5g及以上的無線協(xié)議。在其他實(shí)施例中，通信芯片912可以根據(jù)其他無線協(xié)議進(jìn)行操作。計(jì)算設(shè)備900可以包括用于促進(jìn)無線通信和/或接收其他無線通信(諸如am或fm無線電傳輸)的天線922。

在一些實(shí)施例中，通信芯片912可以管理有線通信，例如電、光或任何其它合適的通信協(xié)議(例如，以太網(wǎng))。如上所述，通信芯片912可以包括多個通信芯片。例如，第一通信芯片912可以專用于諸如wi-fi或藍(lán)牙的較短距離無線通信，并且第二通信芯片912可以專用于較長距離無線通信，諸如全球定位系統(tǒng)(gps)edge，gprs，cdma，wimax，lte，ev-do或其他。在一些實(shí)施例中，第一通信芯片912可以專用于無線通信，并且第二通信芯片912可以專用于有線通信。

計(jì)算設(shè)備900可以包括電池/電源電路914。電池/電源電路914可以包括一個或多個能量存儲設(shè)備(例如，電池或電容器)和/或用于將計(jì)算設(shè)備900的組件耦合到與計(jì)算設(shè)備900分離的能量源(例如，ac線路功率)。電池/電源電路914可以包括包絡(luò)檢測器100。

計(jì)算設(shè)備900可以包括顯示設(shè)備906(或如上所述的相應(yīng)的接口電路)。顯示設(shè)備906可以例如包括諸如平視顯示器、計(jì)算機(jī)監(jiān)視器、投影儀、觸摸屏顯示器、液晶顯示器(lcd)、發(fā)光二極管顯示器或平板顯示器的任何視覺指示器。

計(jì)算設(shè)備900可以包括音頻輸出設(shè)備908(或如上所述的相應(yīng)的接口電路)。音頻輸出設(shè)備908可以包括生成可聽指示器的任何設(shè)備，例如揚(yáng)聲器、耳機(jī)或耳塞。

計(jì)算設(shè)備900可以包括音頻輸入設(shè)備924(或如上所述的相應(yīng)的接口電路)。音頻輸入設(shè)備924可以包括生成表示聲音的信號的任何設(shè)備，諸如麥克風(fēng)、麥克風(fēng)陣列或數(shù)字設(shè)備(例如，具有樂器數(shù)字接口(midi)輸出的設(shè)備)。

計(jì)算設(shè)備900可以包括全球定位系統(tǒng)(gps)設(shè)備918(或如上所述的相應(yīng)的接口電路)。gps設(shè)備918可以與基于衛(wèi)星的系統(tǒng)通信，并且可以接收計(jì)算設(shè)備900的位置，如本領(lǐng)域中已知的。gps裝置918可以包括包絡(luò)檢測器100。

計(jì)算設(shè)備900可以包括其它輸出設(shè)備910(或如上所述的相應(yīng)的接口電路)。其他輸出設(shè)備910的示例可以包括音頻編解碼器，視頻編解碼器，打印機(jī)，用于向其他設(shè)備提供信息的有線或無線發(fā)射機(jī)或附加存儲設(shè)備。

計(jì)算設(shè)備900可以包括其他輸入設(shè)備920(或如上所述的相應(yīng)的接口電路)。其他輸入設(shè)備920的示例可以包括加速度計(jì)，陀螺儀，羅盤，圖像捕獲設(shè)備，鍵盤，諸如鼠標(biāo)的光標(biāo)控制設(shè)備，觸筆，觸摸板，條形碼讀取器，快速響應(yīng)(quickresponse，qr)代碼讀取器，任何傳感器或射頻識別(rfid)讀取器。

計(jì)算設(shè)備900可以具有任何期望的形狀因子，諸如手持或移動計(jì)算設(shè)備(例如，蜂窩電話，智能電話，移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，音樂播放器，平板計(jì)算機(jī)，膝上型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)，上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)，超極本計(jì)算機(jī)，個人數(shù)字助理(pda)，超移動個人計(jì)算機(jī)等)，臺式計(jì)算設(shè)備，服務(wù)器或其他聯(lián)網(wǎng)計(jì)算組件，打印機(jī)，掃描儀，監(jiān)視器，機(jī)頂盒，娛樂控制單元，車輛控制單元，數(shù)字相機(jī)，數(shù)字視頻記錄器或可穿戴計(jì)算設(shè)備。在一些實(shí)施例中，計(jì)算設(shè)備900可以是處理數(shù)據(jù)的任何其他電子設(shè)備。

以下段落提供了本文公開的實(shí)施例的各種示例。

示例1是具有高輸入阻抗的包絡(luò)檢測器，包括：包括第一、第二和第三晶體管的擺動級，其中第三晶體管和有源晶體管被布置為差分對，第一晶體管是有源晶體管當(dāng)包絡(luò)檢測器的輸入為正時(shí)，并且當(dāng)包絡(luò)檢測器的輸入為負(fù)時(shí)，第二晶體管為有源晶體管；以及反饋電路，其耦合到所述擺動級，以提供表示所述輸入的整流的輸出。

示例2可以包括示例1的主題，并且可以進(jìn)一步指定反饋電路包括電流鏡和緩沖器。

示例3可以包括示例2的主題，并且可以進(jìn)一步指定緩沖器包括射極跟隨器晶體管。

示例4可以包括示例3的主題，并且可以進(jìn)一步指定緩沖器還包括補(bǔ)償電容器。

示例5可以包括示例3-4中任一個的主題，并且還可以指定電流鏡的第一分支從第一和第二晶體管接收電流，并且電流鏡的第二分支耦合到緩沖區(qū)。

示例6可以包括示例2-5中任一個的主題，并且還可以指定電流鏡的第一分支從第一和第二晶體管接收電流，并且電流鏡的第二分支從第三晶體管。

示例7可以包括示例2-6中任一項(xiàng)的主題，并且可以進(jìn)一步指定緩沖器耦合到第三晶體管。

示例8可以包括示例1-7中任一項(xiàng)的主題，并且還可以指定第一、第二和第三晶體管布置在共發(fā)射極配置中。

示例9可以包括示例1-8中任一個的主題，并且還可以指定輸入是差分輸入，并且包絡(luò)檢測器還包括：耦合到第一晶體管的正輸入端子；以及耦合到所述第二晶體管的負(fù)輸入端子。

示例10可以包括示例1-9中任一個的主題，并且還可以規(guī)定第一晶體管的集電極直接耦合到第二晶體管的集電極。

示例11可以包括示例1-10中任一個的主題，并且還可以包括耦合到第三晶體管的輸出端子。

示例12可以包括示例1-11中任一個的主題，并且還可以指定擺動級包括核心電路和共源共柵電路。

示例13可以包括示例12的主題，并且可以進(jìn)一步指定共源共柵電路包括耦合到第一晶體管的第一和第二共源共柵晶體管以及耦合到第二晶體管的第三和第四共源共柵晶體管。

示例14可以包括示例13的主題，并且可以進(jìn)一步指定共源共柵電路包括耦合在(1)電源電壓和(2)第一和第四共源共柵晶體管之間的二極管連接的晶體管。

示例15可以包括示例12-14中任一個的主題，并且可以進(jìn)一步指定共源共柵電路包括限幅放大器。

示例16可以包括示例15的主題，并且還可以指定：輸入是包括正和負(fù)輸入的差分輸入；所述共源共柵電路包括耦合到所述第一晶體管的第一和第二共源共柵晶體管，以及耦合到所述第二晶體管的第三和第四共源共柵晶體管；并且限幅放大器接收正和負(fù)輸入，生成放大的正和負(fù)輸入，將放大的正輸入提供給第二和第四共源共柵晶體管，并且將放大的負(fù)輸入提供給第一和第三共源共柵晶體管。

示例17可以包括示例15-16中任一項(xiàng)的主題，并且可以進(jìn)一步指定限幅放大器包括電阻負(fù)載共源共柵放大器。

示例18可以包括示例15-17中任一項(xiàng)的主題，并且可以進(jìn)一步指定限幅放大器包括斬波放大器。

示例19可以包括示例15-18中任一項(xiàng)的主題，并且還可以規(guī)定限幅放大器包括多級放大器。

示例20可以包括示例1-19中任一項(xiàng)的主題，并且還可以指定第一，第二和第三晶體管是雙極結(jié)型晶體管。

示例21可以包括示例1-19中任一個的主題，并且還可以指定第一，第二和第三晶體管是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管。

示例22是包絡(luò)檢測系統(tǒng)，包括：包絡(luò)檢測器，耦合到沿著信號鏈的點(diǎn)，包括擺動級，其中擺動級包括第一，第二和第三晶體管，第三晶體管和有源晶體管被布置為差分對，當(dāng)包絡(luò)檢測器的輸入為正時(shí)，第一晶體管為有源晶體管，當(dāng)包絡(luò)檢測器的輸入為負(fù)時(shí)，第二晶體管為有源晶體管；以及在信號鏈中的可變增益放大器，并且布置在信號鏈中的點(diǎn)之前或之后。

示例23可以包括示例22的主題，并且還可以在信號鏈中包括濾波器。

示例24可以包括示例22-23中任一項(xiàng)的主題，并且還可以包括功率檢測器電路，以接收包絡(luò)檢測器的輸出。

示例25可以包括示例24的主題，并且還可以指定功率檢測器電路測量包絡(luò)檢測器的輸出的均方根或峰值。

示例26是一種檢測輸入信號的包絡(luò)的方法，包括：在包絡(luò)檢測器處接收輸入信號，其中，當(dāng)輸入信號為正時(shí)，包絡(luò)檢測器中的第一晶體管和第三晶體管用作有源差分對，并且當(dāng)所述輸入信號為負(fù)時(shí)，所述包絡(luò)檢測器中的第二晶體管和所述第三晶體管用作有源差分對；以及在所述第三晶體管的輸入處提供輸出信號，其中所述輸出信號表示所述輸入信號的整流。

示例27可以包括示例26的主題，并且可以進(jìn)一步指定輸入信號是包括正輸入信號和負(fù)輸入信號的差分輸入信號，正輸入信號被提供給第一晶體管，以及將負(fù)輸入信號提供給第二晶體管。

示例28可以包括示例26-27中任一個的主題，并且還可以指定包絡(luò)檢測器還包括在(1)電流鏡和(2)第一和第二晶體管之間的多個共源共柵晶體管。

示例29可以包括示例28的主題，并且還可以指定包絡(luò)檢測器還包括復(fù)制電流鏡像分支。

示例30可以包括示例26-29中任一項(xiàng)的主題，并且還可以包括確定輸出信號的功率統(tǒng)計(jì)。