[發明專利]基于電容補償的數控衰減器

在審

• 申請號: 201811031215.4
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN110011641A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 王立平;鄭骎;劉利平;周甲武;郁發新
• 申請（專利權）人: 浙江鋮昌科技有限公司
• 主分類號: H03H11/24
• 分類號: H03H11/24
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 董世博

本發明公開了一種基于電容補償的衰減器，該衰減器包括一個晶體管開關、一個并聯衰減電阻、一個并聯開路線電容以及匹配傳輸線，所述衰減器利用開關切換衰減狀態和直通狀態從而實現相對衰減的控制；本衰減器結構簡單，占用面積小，寄生調相、衰減特性帶寬良好，在單片集成電路應用中具有較大的優勢和應用空間。

技術領域

本發明涉及衰減器領域，更具體的說，它涉及基于電容補償的數控衰減器。

背景技術

衰減器是微波控制電路的重要組成部分，用于實現對射頻信號幅度的控制。常見的數字控制衰減器是通過開關器件使得信號在參考態和衰減態兩個狀態間切換，從而實現預定目標的信號幅度衰減。理想情況下在參考態時衰減器等效為無損耗的直通網絡，而在衰減態時等效為具有平坦幅度及相位特性的阻性網絡。一般對于衰減幅度相對較小(小于2dB)的衰減器，會采用一個簡單的并聯衰減結構實現即一個開關與一個并聯接地的衰減電阻串聯結構，該結構面積小控制簡單、插入損耗小、幅度平坦度較好。但是由于開關晶體管寄生電容的存在使得衰減器在不同狀態下存在寄生相移從而產生寄生調相，這種情況尤其在高頻工作下影響較大。

對于上述的傳統小衰減值的衰減器寄生調相可以通過開關晶體管尺寸的調整進行改善，但這種方式需要晶體管開關在不同尺寸下擁有準確的模型，從而增加了設計成本，降低了設計的靈活性，且這還會犧牲衰減平坦度的性能增加損耗且寄生調相改善有限。

發明內容

本發明克服了現有技術的不足，提供基于電容補償的數控衰減器，降低對開關晶體管尺寸的要求，減小損耗，靈活補償數字衰減器的寄生調相。

本發明的技術方案如下：

基于電容補償的數控衰減器，包括晶體管開關、電阻、電容和匹配傳輸線，晶體管開關的源極與電阻的一端、電容的一端連接，電阻和電容并聯，電阻的另一端接地；匹配傳輸線有兩段，其中一段匹配傳輸線的一端與衰減器的輸入端連接，另一段匹配傳輸線的一端與衰減器的輸出端連接，兩段匹配傳輸線的另一端與晶體管開關的漏極連接。

進一步的，晶體管開關包括基于三阱工藝的n型場效應的晶體管、第一電阻、第二電阻和第三電阻；第一電阻的一端與晶體管的襯底端連接，第一電阻的另一端接地；第二電阻的一端與晶體管的N阱端連接，第二電阻的另一端與電路的VCC連接；第三電阻的一端與晶體管的柵極連接，第三電阻的另一端與開關控制信號端連接。

進一步的，開關控制信號端的高電平為1.5伏，低電平為0V，VCC為1.5伏。

進一步的，兩段匹配傳輸線的寬度和長度都相同。

本發明相比現有技術優點在于：本發明實現了一種附加相移電容補償數字衰減器電路，降低對開關晶體管尺寸的要求，減小損耗，靈活補償數字衰減器的寄生調相。

附圖說明

圖1為本發明的電路結構示意圖；

圖2為本發明的集成電路MMIC芯片的示意圖；

圖3為本發明的1dB衰減器的直通態與衰減態損耗仿真性能結果圖；

圖4為本發明的1dB衰減器的直通態與衰減態反射系數仿真性能結果圖；

圖5為本發明的1dB衰減器的相對衰減特性仿真結果圖；

圖6為本發明的1dB衰減器的寄生調相仿真結果圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施方式，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發明而不能作為對本發明的限制。