一种解决芯片批次间增益不一致性的电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种解决芯片批次间增益不一致性的电路，其用于解决CMOS射频接收前端芯片批次间增益的不一致性。电路包括片内固定电阻分压模块、片内开关电阻阵列分压模块、增益随控制电压指数性变化的差分可变增益放大器模块。片内开关电阻阵列分压模块的端点VC通过若干控制字端口控制分压产生VC电压值，VC电压值结合该片内固定电阻分压模块产生控制电压。差分射频信号经低噪声放大器放大后，通过混频器与本振信号混频输出正、负输出信号。差分可变增益放大器模块的同相端与反相端分别接收混频器的正、负输出信号，差分可变增益放大器模块的控制端接收控制电压，控制电压控制差分可变增益放大器模块输出若干档增益供选择。
【专利说明】—种解决芯片批次间増益不一致性的电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种解决芯片批次间增益不一致性的电路，尤其涉及ー种解决CMOS射频接收前端芯片批次间增益不一致性的电路。
【背景技术】
[0002]射频接收前端作为射频接收机的核心部分，其増益的稳定性对整个系统的增益和噪声等性能影响重大，而エ艺厂家的エ艺流程一般极其复杂且要求精准，任何一道エ艺流程的微小变化都可能导致芯片批次间的增益不一致性，这种芯片批次间增益不一致问题常有存在，只是这种变化有大小之异，实际中，较小的芯片增益不一致性可能不会给系统带来较大的影响，但是较大的芯片增益不一致性可能影响系统的正常工作，严重的情况下直接影响整个批次芯片的应用，造成成本的浪费和工程周期的延长。可变增益放大器在射频接收前端中的作用就是为系统提供一个扩展动态增益范围，保证增益的稳定性。
[0003]可变增益放大器在射频接收前端中属于常用的増益模块，不仅提供増益，还为射频接收前端提供一个扩展动态增益范围，目的是为了保证系统増益的稳定性。通常情况下，可变增益放大器提供増益范围，结合辅助电路实现増益可控，常规的方法有两种。第一种是可变增益放大器与自动增益控制电路相结合，通过片内的运算放大器、反馈电路和比较器等组成的自动检测电路，在可变增益放大器的动态增益范围内实现稳定的增益输出，这种方法电路结构复杂，设计困难，而且还会增加额外的系统功耗，由于电路中存在反馈环路，涉及稳定性问题，对具体的设计提出了很高的要求；第二种方法是可变増益放大器结合片外的电阻分压，首先通过测试找到所需增益对应的控制电压，然后从芯片外部通过片外电阻分压获得相应的控制电压，这种方法依赖于片外元器件，不利于系统集成，也额外增加了设计成本。
【发明内容】
[0004]为克服上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提出一种解决CMOS射频接收前端芯片批次间增益不一致性的电路，为解决CMOS射频接收前端芯片批次间增益不一致性问题提供一种设计方案。该设计采用片上集成，不依赖片外元器件，结构简単，不影响系统内部稳定性，可操作性強，仅通过对控制字端ロ键合到电源或地，便可实现增益的选择，不增加额外功耗，不影响系统噪声性能。
[0005]本发明是这样实现的，一种解决芯片批次间增益不一致性的电路，其用于解决CMOS射频接收前端芯片批次间增益的不一致性，该CMOS射频接收前端芯片包括低噪声放大器、混频器，差分射频信号经该低噪声放大器放大后，通过该混频器与本振信号混频输出正输出信号Vin+与负输出信号Vin-;其中:该电路包括片内固定电阻分压模块、片内开关电阻阵列分压模块、増益随控制电压指数性变化的差分可变增益放大器模块；该片内开关电阻阵列分压模块的端点VC通过若干控制字端ロ控制分压产生VC电压值，该VC电压值结合该片内固定电阻分压模块产生控制电压Vott ;该差分可变增益放大器模块的同相端与反相端分别接收正输出信号Vin+与负输出信号Vin-，该差分可变增益放大器模块的控制端接收控制电压Vtont，控制电压Vtont控制该差分可变增益放大器模块输出若干档增益供选择。
[0006]作为上述方案的进ー步改进，该片内固定电阻分压模块包括电阻R1~R5,电阻R1的一端连接电源VDD，电阻R1的另一端依次经由电阻R2、电阻R3电性接地，电阻R4的一端连接于电阻R2、电阻R3之间，电阻R4的另一端通过电阻R5连接该端点VC，电阻R4、电阻R5之间输出控制电压Vcwt。
[0007]再进ー步地，该片内开关电阻阵列分压模块包括译码器、开关阵列、电阻阵列，由该译码器根据该若干控制字端ロ产生若干位控制信号用于控制该开关阵列，该开关阵列控制该电阻阵列输出不同的该VC电压值以产生不同的控制电压Vtont，最終控制该差分可变增益放大器模块能输出若干档增益。
[0008]优选地，该若干控制字端ロ为四个控制字端ロ PO、PU P2、P3，相应的译码器为4-16译码器，开关阵列由16个开关KO~K15组成，该电阻阵列提供16个电阻电压信号VO~V15 ;该4-16译码器输出16个控制信号分别控制16个开关KO~K15在16个电阻电压信号VO~V15中选择相应的电阻电压信号生成相应的VC电压值。
[0009]再优选地，控制电压Vott满足以下公式:
[0010]
【权利要求】
1.一种解决芯片批次间增益不一致性的电路，其用于解决CMOS射频接收前端芯片批次间增益的不一致性，该CMOS射频接收前端芯片包括低噪声放大器、混频器，差分射频信号经该低噪声放大器放大后，通过该混频器与本振信号混频输出正输出信号Vin+与负输出信号Vin-;其特征在于:该电路包括片内固定电阻分压模块、片内开关电阻阵列分压模块、増益随控制电压指数性变化的差分可变增益放大器模块；该片内开关电阻阵列分压模块的端点VC通过若干控制字端ロ控制分压产生VC电压值，该VC电压值结合该片内固定电阻分压模块产生控制电压Vtont ;该差分可变增益放大器模块的同相端与反相端分别接收正输出信号Vin+与负输出信号Vin-，该差分可变增益放大器模块的控制端接收控制电压Vtont,控制电压Vtont控制该差分可变增益放大器模块输出若干档增益供选择。
2.如权利要求1所述的解决芯片批次间増益不一致性的电路，其特征在于:该片内固定电阻分压模块包括电阻R1~R5,电阻R1的一端连接电源VDD，电阻R1的另一端依次经由电阻R2、电阻R3电性接地，电阻R4的一端连接于电阻R2、电阻R3之间，电阻R4的另一端通过电阻R5连接该端点VC，电阻R4、电阻R5之间输出控制电压VCWT。
3.如权利要求2所述的解决芯片批次间増益不一致性的电路，其特征在于:该片内开关电阻阵列分压模块包括译码器、开关阵列、电阻阵列，由该译码器根据该若干控制字端ロ产生若干位控制信号用于控制该开关阵列，该开关阵列控制该电阻阵列输出不同的该VC电压值以产生不同的控制电压Vott，最終控制该差分可变增益放大器模块能输出若干档增益。
4.如权利要求3所述的解决芯片批次间増益不一致性的电路，其特征在于:该若干控制字端ロ为四个控制字端ロ P0、P1、P2、P3，相应的译码器为4-16译码器，开关阵列由16个开关KO~K15组成,该电阻阵列提供16个电阻电压信号VO~V15 ;该4_16译码器输出16个控制信号分别控制16个开关KO~K15在16个电阻电压信号VO~V15中选择相应的电阻电压信号生成相应的VC电压值。
5.如权利要求4所述的 解决芯片批次间増益不一致性的电路，其特征在于:控制电压Vcont满足以下公式:
6.如权利要求5所述的解决芯片批次间増益不一致性的电路，其特征在于:差分可变増益放大器模块采用ー种工作在线性区的共源共柵差分放大器结构，差分对晶体管M1和M2的栅端作为信号输入，M1和M2源端连接尾电流源Iss的正端，尾电流源Iss的负端接地，M1和M2漏端分别连接共栅晶体管M3和M4的源端，M3和M4的漏端分别连接负载电阻Ru和ん的负端，Rli和も2的正端连接电源，控制电压施加在M3和M4的栅端，差分信号分别从M3和M4漏端与电阻Ru和も2负端的连接处输出。
【文档编号】H03F1/26GK103607177SQ201310651847
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】王晓东, 段宗明, 马强, 王曾祺, 李智群 申请人:中国电子科技集团公司第三十八研究所