[發(fā)明專利]一種高帶寬精細(xì)可變增益放大器及其操作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810082448.7
• 申請日: 2008-02-27
• 公開（公告）號: CN101277097A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 納米克·科卡曼
• 申請（專利權(quán)）人: 美國博通公司
• 主分類號: H03G3/00
• 分類號: H03G3/00;H03F3/45;H03H7/24;H04B1/04
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蔡曉紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬電路，更具體地說，涉及一種用于獲得具有高帶寬和精細(xì)提升高線性的可變增益放大的放大器和關(guān)聯(lián)電路拓?fù)洹?/p>

背景技術(shù)

在許多應(yīng)用中，對呈現(xiàn)寬振幅范圍的模擬信號進(jìn)行放大是有必要的。例如，寬范圍的輸入信號可用在多模光纜的接收端。這種信號需要模擬調(diào)整(conditioning)或數(shù)字信號處理來校正由傳輸物理媒介(即光纜本身)引入的降級。

在許多信號調(diào)整系統(tǒng)中，特別是在通信鏈接中，為了補(bǔ)償所收到的信息承載信號的寬振幅范圍，輸入信號將使用VGA(“可變增益放大器”)進(jìn)行振幅調(diào)節(jié)。VGA允許對輸入信號進(jìn)行的增益進(jìn)行選擇和調(diào)整。VGA對輸入信號進(jìn)行的振幅調(diào)節(jié)或所謂的增益調(diào)節(jié)用于達(dá)到高于噪聲和抵銷閾值(offset?threshold)的振幅級別。如果不使用增益調(diào)節(jié)，則無法對輸入信號進(jìn)行進(jìn)一步的處理，如自適應(yīng)均衡(adaptive?equalization)。

級聯(lián)增益級可提供寬范圍的放大和/或衰減。然而，每個附加級都是不理想的，因?yàn)樗鼤碇C波失真。諧波失真通常是由每個級固有的非線性導(dǎo)致的。

因此，設(shè)計一種使用具有較少數(shù)量增益級的VGA的振幅調(diào)節(jié)方案是有必要的，以便VGA適用于具有寬振幅調(diào)節(jié)范圍的高帶寬和高線性應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個總的方面，一種高帶寬精細(xì)可變增益放大器(“VGA”)包括：增益模塊，所述增益模塊包括至少一個輸入節(jié)點(diǎn)、低增益輸出端和高增益輸出端；并行增益模塊，其中所述并行增益模塊包括低增益信號路徑和高增益信號路徑，所述低增益信號路徑和高增益信號路徑分別連接到衰減器的低增益輸出端和高增益輸出端；級聯(lián)增益模塊，所述地增益信號路徑和高增益信號路徑連接到所述級聯(lián)增益模塊的輸入端；用于調(diào)節(jié)VGA增益的增益調(diào)節(jié)控制，其中所述增益調(diào)節(jié)配置用于選擇性的觸發(fā)并行增益路徑中的低增益路徑或高增益路徑其中至少一部分，以實(shí)現(xiàn)所需的總體增益。

根據(jù)另一總的方面，一種用于提供具有高帶寬和高線性的輸入信號的可變增益放大的方法包括：設(shè)定低增益信號路徑和高增益信號路徑；接收輸入信號；無源地從輸入信號生成第一衰減信號和第二衰減信號，第一衰減信號具有大于第二衰減信號的衰減；分別通過所述低增益信號路徑和高增益信號路徑，從第一衰減信號生成低增益放大信號以及從第二衰減信號生成高增益放大信號；通過合并所述低增益信號和高增益信號生成復(fù)合信號；以及放大復(fù)合信號以生成VGA輸出信號。

根據(jù)本發(fā)明一方面，一種高帶寬精細(xì)可變增益放大器(“VGA”)包括：

增益模塊，所述增益模塊包括至少一個輸入節(jié)點(diǎn)、低增益輸出端和高增益輸出端；

并行增益模塊，其中所述并行增益模塊包括低信號路徑和高增益信號路徑，所述低增益信號路徑和高增益信號路徑分別連接到所述增益模塊的低增益輸出端和高增益輸出端；

增益調(diào)節(jié)控制，用于調(diào)節(jié)VGA增益，其中所述增益調(diào)節(jié)控制用于控制選擇性的觸發(fā)所述并行增益路徑中的低增益路徑或高增益路徑的至少一部分，來實(shí)現(xiàn)所需的總體增益。

優(yōu)選地，所述VGA進(jìn)一步包括級聯(lián)增益模塊，其中所述低增益信號路徑和高增益信號路徑連接到級聯(lián)增益模塊的輸入。

優(yōu)選地，所述高增益信號路徑和低增益信號路徑分別包括第一放大級和第二放大級。

優(yōu)選地，所述第一增益放大級和第二增益放大級均包括多個差分對。

優(yōu)選地，所述增益模塊是衰減器。

優(yōu)選地，所述衰減器包括無源網(wǎng)絡(luò)。

優(yōu)選地，所述無源網(wǎng)絡(luò)包括電阻梯。

優(yōu)選地，所述級聯(lián)增益模塊包括以級聯(lián)方式排列的多個放大級。

優(yōu)選地，所述增益觸發(fā)控制用來觸發(fā)和/或禁用第一增益放大級和第二增益放大級兩者至少其一中的至少一個微分對，以實(shí)現(xiàn)所需總體增益的功能。

優(yōu)選地，所述放大級提供差分輸入和輸出。

優(yōu)選地，所述放大級提供單端輸入和輸出。

優(yōu)選地，所述增益調(diào)節(jié)控制用于接收所需總體增益參數(shù)作為輸入，并提供數(shù)字控制信號作為輸出，以觸發(fā)和禁用所述差分對。

根據(jù)本發(fā)明一方面，一種用于提供具有高帶寬和高線性的輸入信號的可變增益放大的方法，包括：

配置低增益信號路徑和高增益信號路徑；

接收輸入信號；

無源地從輸入信號生成第一衰減信號和第二衰減信號，第一衰減信號具有大于第二衰減信號的衰減；

分別通過所述低增益信號路徑和高增益信號路徑，從第一衰減信號生成低增益放大信號，從第二衰減信號生成高增益放大信號；

通過合并所述低增益信號和高增益信號生成復(fù)合信號；以及