[发明专利]低电压低功率可变增益放大器

说明书

本公开涉及低压低功率可变增益放大器。在高速通信应用(例如光通信)中，可变增益放大器用于输入信号幅度归一化或用于线性均衡。传统上使用双极吉尔伯特乘法器电路。当朝向低功率应用移动时，实现修改的电路拓扑以减小可变增益放大器的最小电源电压要求，同时确保偏置电流电平保持基本上相同并实现与传统电路相同的电流开关容量。结果，可以大大降低电路的功耗。修改的电路拓扑结合了放大器和增益晶体管，并且使用两对浮动电压源的电压差来实现增益编程。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别涉及低压低功率可变增益放大器。

背景技术

电子器件由集成电路构成。集成电路处理信号并执行无数的功能。模拟电路是处理模拟形式(即，连续的可变信号)的信号的一组电路。一个常见的模拟电路是可变增益放大器。可变增益放大器是基于增益系数放大输入信号的电路。增益系数可以根据控制电压而改变或调整。可变增益放大器存在于许多音频应用和光通信应用中。即使存在用于可变增益放大器的许多公知的电路拓扑，施加在可变增益放大器上的不断变化的要求继续使得难以设计和实现可变增益放大器。

发明内容

在高速通信应用(例如，光通信)中，可变增益放大器用于输入信号幅度归一化或用于线性均衡。传统上使用双极吉尔伯特乘法器电路。当朝向低功率应用移动时，实现修改的电路拓扑以减小可变增益放大器的最小电源电压要求，同时确保偏置电流电平保持基本上相同并实现与传统电路相同的电流开关容量。结果，可以大大降低电路的功耗。修改的电路拓扑结合了放大器和增益晶体管，并且使用两对浮动电压源的电压差来实现增益编程。

附图说明

为了提供对本公开及其特征和优点的更完整理解，参考结合附图进行的以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中：

图1示出了传统的双极吉尔伯特乘法器电路；

图2示出根据本公开的一些实施例的低电压低功率可变增益放大器；

图3示出根据本公开的一些实施例的低压低功率可变增益放大器的一侧；

图4是示出根据本公开的一些实施例的低电压低功率可变增益放大方法的流程图。

图5展示根据本发明的一些实施例的浮动电压源的示范性实施方案；

图6展示根据本发明的一些实施例的浮动电压源的另一示范性实施方案；

图7展示根据本发明的一些实施例的浮动电压源的又一示范性实施方案；和

图8示出根据本公开的一些实施例的用于浮动电压源的示例性可编程电流源。

具体实施方式

可变增益放大器的基本原理

可变增益放大器(VGA)通常用于电子器件中。可以基于增益系数对可变增益放大器的输入进行放大，以产生放大输出。增益系数可以通过控制电压来改变或控制。一般来说，可变增益放大器可以提供具有可电子设置的电压增益的信号调节。可变增益放大器用于各种遥感和通信设备。应用范围从超声波、雷达、激光雷达、无线通信和语音分析已经利用可变增益来增强动态性能。VGA可以调节具有宽动态范围的信号。例如，到无线接收的输入信号可以从微伏到伏特。VGA可以应用于通信、有线电视、医疗设备和工业应用中找到。

在许多高速通信应用(包括光通信)中，可变增益放大器用于输入信号幅度归一化或用于线性均衡。许多VGA是级联实现的，其中一个VGA的输出连接到另一个VGA的输入。需要许多VGA的应用使得系统和块级功耗成为将所提供的产品区分到市场的关键设计参数之一。

理解传统双极吉尔伯特乘法器电路的缺点