[發明專利]一種微波寬帶差分可變增益放大器

在審

• 申請號: 202211075107.3
• 申請日: 2022-09-03
• 公開（公告）號: CN115360989A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 許進;郭彥飛;計淞耀;段宇文;靳子凡;劉方
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45;H03F1/30;H03G3/30
• 代理公司: 麗水創智果專利代理事務所(普通合伙) 33278
• 代理人: 胡崧

1.一種微波寬帶差分可變增益放大器，其特征在于，包括：差分結構可變增益放大電路和附加相移相抵消的數控偏置電路；

所述差分結構可變增益放大電路，包括：共射極管T2和共射極管T4，共射極管T2的集電極并接有共基極管T1和共基極管T5，共射極管T4的集電極并接有共基極管T3和共基極管T6；其中，共基極管T5和共基極管T6的共基極端為第一控制電壓端VCTRL1，共基極管T1和共基極管T3的共基極端為第二控制電壓端VCTRL2；

所述附加相移相抵消的數控偏置電路，包括：共源共柵電流鏡、7對作為開關的雙極結型晶體管BJT，每一對BJT的發射極串聯到同一位共源共柵電流鏡，每一對BJT基極分別連接電平信號X_i與相反電平信號由反相器產生，其中i＝0～6；基極連接電平信號X_i的BJT集電極互聯節點處輸出第一控制電壓VCTRL1；基極連接相反電平信號的BJT集電極互聯節點處輸出第二控制電壓VCTRL2。

2.如權利要求1所述的微波寬帶差分可變增益放大器，其特征在于，共射極管T2集電極與共基極管T1發射極、共射極管T2集電極與共基極管T5發射極、共射極管T4集電極與共基極管T6發射極、共射極管T4集電極與共基極管T3發射極之間，分別串聯有電阻RE1、電阻RE2、電阻RE3、電阻RE4。

3.如權利要求1所述的微波寬帶差分可變增益放大器，其特征在于，所述差分結構可變增益放大電路的差分輸入信號通過輸入匹配網絡加載到共射極管T2基極和共射極管T4基極；

所述輸入匹配網絡包括：電感L1一端和電感L3一端均與電容C1一端連接，電容C1另一端與輸入電源VIN+連接，電感L2一端和電感L4一端均與電容C2一端連接，電容C2另一端與輸入電源VIN-連接；電感L3另一端、電感L4另一端通過電容CB1、電容CB2接地。

4.如權利要求1所述的微波寬帶差分可變增益放大器，其特征在于，所述差分結構可變增益放大電路的輸出匹配網絡，其包括：

電感LC1、電感LC2、差分電感LD并聯電阻RC1、電阻RC2，并通過輸出隔直電容C3、輸出隔直電容C4連接輸出端；電源VDD通過電感LC1、差分電感LD與電阻RC1并聯結構加載到共射極管T1集電極，及通過電感LC2、差分電感LD與電阻RC2并聯結構加載到共射極管T3集電極。

5.如權利要求1所述的微波寬帶差分可變增益放大器，其特征在于，所述差分結構可變增益放大電路的輸入回波損耗改善電路，其包括：

共射極管T2發射極和共射極管T4發射極之間串聯有電阻RE5和電容CE2的串聯結構、電阻RE6和電容CE1的串聯結構；共射極管T2、共射極管T4發射極之間串聯中心接地的退化電感LE。

6.如權利要求1所述的微波寬帶差分可變增益放大器，其特征在于，所述差分結構可變增益放大電路的功耗控制偏置電路，其包括：

三極管T7和電阻RB1、電阻RB2構成功耗控制偏置電路；且電源VDD直接加載到三極管T7集電極，偏置電壓VBIAS加載到三極管T7的基極，三極管T7發射極通過電阻RB1、電阻RB2連接共射極管T2、共射極管T4基極。

7.如權利要求1所述的微波寬帶差分可變增益放大器，其特征在于，所述共源共柵電流鏡為采用等比例MOS管設計的共源共柵電流鏡。

8.如權利要求1所述的微波寬帶差分可變增益放大器，其特征在于，所述附加相移相抵消的數控偏置電路設置7位數字控制位，控制34種增益狀態。

9.如權利要求1所述的微波寬帶差分可變增益放大器，其特征在于，所述附加相移相抵消的數控偏置電路，還包括：

晶體管T7和晶體管T8基極連接固定電源VB，晶體管T7和晶體管T8發射極連接共源共柵電流鏡。

10.如權利要求9所述的微波寬帶差分可變增益放大器，其特征在于，所述附加相移相抵消的數控偏置電路，還包括：

基極連接電平信號X_i的BJT集電極與晶體管T7集電極相互連接后依次串聯電阻R3、晶體管T9、電阻R1后連接電源VDD，晶體管T9的基極與集電極互聯并連接電阻R1，晶體管T9發射極連接電阻R3，在BJT集電極互聯節點處輸出第一控制電壓VCTRL1；

基極連接相反電平信號的BJT集電極與晶體管T8集電極相互連接后依次串聯電阻R4、晶體管T10、電阻R2后連接電源VDD，晶體管T10的基極與集電極互聯并連接電阻R2，晶體管T10發射極連接電阻R4，在BJT集電極互聯節點處輸出第二控制電壓VCTRL2。