[發明專利]線性范圍放大的包絡檢測器

有效

• 申請號: 201310269348.6
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN103684293B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 阿米爾·哈吉-阿卜杜勒哈米德;邱雁琳
• 申請（專利權）人: 美國博通公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45;H03F3/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 田喜慶

1.一種包絡檢測器，包括：

電壓模式包絡檢測器(ED)芯，包括用于檢測射頻(RF)信號輸入的電壓包絡的并行檢測晶體管；

其中，所述檢測晶體管被配置為在亞閾值操作區域中被偏壓；以及

其中，所述包絡檢測器芯被配置為通過所述檢測晶體管可變地控制偏置電流，其中，所述偏置電流根據所述射頻信號輸入的電壓幅值而變化，使得所述檢測晶體管繼續在所述亞閾值區域中操作，其中，所述檢測晶體管包括第一對晶體管和第二對晶體管，所述第一對晶體管通過來自所述射頻信號輸入的差分輸入進行驅動以生成正差分包絡檢測器輸出，所述第二對晶體管被配置為生成負差分包絡檢測器輸出，所述包絡檢測器芯進一步包括：

用于所述第一對晶體管和所述第二對晶體管的電流偏置晶體管，其中，所述電流偏置晶體管的偏置電壓確定每一對所述檢測晶體管的偏置電流，所述偏置電壓根據所述正差分包絡檢測器輸出和所述負差分包絡檢測器輸出來確定。

2.根據權利要求1所述的包絡檢測器，其中，所述檢測晶體管被配置有一定尺寸并針對電流進行配置以在所述亞閾值操作區域中偏壓，所述包絡檢測器還包括：

線性化器電路，被配置有連接至所述正差分包絡檢測器輸出和所述負差分包絡檢測器輸出的差分放大器，所述線性化器電路被配置為生成與所述正差分包絡檢測器輸出和所述負差分包絡檢測器輸出之間的差成正比的偏置電壓，以在盡管擴大了射頻信號輸入的電壓幅值范圍也保持所述檢測晶體管在亞閾值區域中操作的同時，放大所述包絡檢測器的線性范圍。

3.根據權利要求1所述的包絡檢測器，還包括：

電壓偏置發生器，用于調整所述檢測晶體管的偏置電壓以遵循與所述檢測晶體管匹配的所述電壓偏置發生器的閾值電壓變化，并在工藝、電壓和溫度(PVT)角上保持所述正差分包絡檢測器輸出和所述負差分包絡檢測器輸出的恒定的偏置電壓。

4.根據權利要求3所述的包絡檢測器，其中，所述電流偏置晶體管的源極接地連接，并且其中，所述電壓偏置發生器包括：

連接至電源的電流偏置塊；

具有連接至所述電流偏置塊的柵極和漏極的電壓偏置晶體管；以及

連接在所述電壓偏置晶體管的源極與地之間的電阻器。

5.根據權利要求1所述的包絡檢測器，其中，所述檢測晶體管為高壓晶體管并利用低供給電壓進行操作，使得所述檢測晶體管可以可靠地容忍大電壓擺幅。

6.根據權利要求1所述的包絡檢測器，其中，所述射頻信號輸入包括蜂窩發射器(TX)的輸出，所述包絡檢測器還包括：

多個電壓放大器，串聯定位于所述蜂窩發射器輸出與所述包絡檢測器芯之間的增益級中以提供所述包絡檢測器的總線性電壓范圍，其中，所述多個電壓放大器的末級電壓放大器驅動所述包絡檢測器芯并包括被配置為在所述包絡檢測器芯的全線性電壓范圍內操作的AB類射頻放大器。

7.根據權利要求6所述的包絡檢測器，其中，所述總線性電壓范圍包括高達60分貝并且所述包絡檢測器芯的所述全線性電壓范圍包括高達20分貝。

8.根據權利要求6所述的包絡檢測器，其中，定位在第一增益級處用于接收所述蜂窩發射器輸出的所述電壓放大器被配置為在操作和任何增益設置變化期間保持接通，以防止所述蜂窩發射器輸出發生過大負載變化并啟動跳動。

9.一種線性化器電路，包括：

差分放大器，包括被配置為分別從根據權利要求1至8中任一項所述的包絡檢測器(ED)接收差分正輸出和差分負輸出的第一晶體管和第二晶體管；

第一阻抗，連接在所述第一晶體管的源極和所述第二晶體管的源極之間；

所述差分放大器進一步包括：第三晶體管和第四晶體管，具有分別連接至所述第一晶體管的漏極和所述第二晶體管的漏極的漏極，并分別通過在所述第三晶體管和所述第四晶體管的柵極處互連的第二阻抗和第三阻抗而由所述第一晶體管和所述第二晶體管的所述漏極驅動；以及

所述線性化器電路還包括位于所述第四晶體管的所述漏極處并被配置為驅動所述包絡檢測器的偏置晶體管的線性化器輸出，所述偏置晶體管被配置為設置所述包絡檢測器的包絡檢測晶體管的偏置電流。