[发明专利]一种高增益线性度的可变增益放大器

说明书

技术领域

本发明涉及增益放大器领域，具体涉及一种高增益线性度的可变增益放大器。

背景技术

可变增益放大器均采用多个放大器顺次级联而成，各子增益级所实现的增益是相同的，整个可变增益放大器的总增益，即动态范围为各子级增益之和；当射频接收链路的增益需要变高时，各增益子级从前至后逐级打开，当增益需要变低时，各增益子级从后至前逐级关闭；然而，由于电压变化、温漂影响以及工艺制造偏差，实际中的各子增益级所实现的增益值与理想值之间存在偏差；若定义子增益级的理想增益为G，增益误差为ηi，i＝1,2,...n，其中n为可变增益放大器级数，则可变增益放大器总增益Gtotal可表示为：

Gtotal=N·G+Σi=1Nηi]]>

其中N表示所开启的子增益级个数，由于各子增益级的增益误差也会对输入信号进行不期望的放大或压缩，并且可变增益放大器采用顺次打开各增益子级的方式，使得频繁使用的子增益级，尤其是前级增益级的增益误差对整体增益线性度的性能影响尤为明显，降低了可变增益放大器的增益线性度；同时，增益误差对输入信号进行不期望的放大和缩小，亦会造成后级模数转换器的输入信号幅度饱和，严重影响其无杂散动态范围性能。

发明内容

本发明的目的就是提供一种高增益线性度的可变增益放大器，其可有效解决上述问题，保证增益放大器的增益线性度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案进行实施：

一种高增益线性度的可变增益放大器，其特征在于：包括输入信号端INPUT、输出信号端OUTPUT、增益模块、调节增益模块的启闭状态的开关阵列模块以及用于控制开关阵列模块运行状态的二阶动态元件匹配模块，增益模块由各前后顺次连接的增益级单元组成，开关阵列模块包括相邻子增益级之间设置的中间开关阵列以及增益模块尾端的增益级单元输出端设置的尾部开关阵列，各中间开关阵列和尾部开关阵列前后顺次连接且均与二阶动态元件匹配模块相连接，增益模块首端的增益级单元以及与该增益级单元相邻连接的中间开关阵列均与输入信号端INPUT相连接，尾部开关阵列与输出信号端OUTPUT相连接。

上述技术方案中，通过采用开关阵列使各增益级单元的选取“离散化”，即打破各增益子级从前至后逐级打开和从后至前逐级关闭的方式，可根据开关控制位打开或关闭任意一个子增益级；其次，采用二阶动态元件匹配技术产生开关控制位和过采样技术，使得各子增益级的增益误差经过了二阶抑制，可以大大提高可变增益放大器的增益线性度性能。另外，二阶动态元件匹配模块完全采用数字电路实现，其功耗和面积均较小。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为各增益级单元的电路结构原理图；

图3为运算放大器OPA的电路结构原理图；

图4为图1中第一开关阵列的电路结构原理图；

图5为图1中第二开关阵列的电路结构原理图；

图6为图1中第三开关阵列的电路结构原理图；

图7为图1中第四开关阵列的电路结构原理图；

图8为图1中第五开关阵列的电路结构原理图；

图9为二阶动态元件匹配模块的电路结构原理图；

图10为各子增益级选择方法示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。