一种信号功率检测电路及其检测方法

文档序号:9914111阅读:523来源:国知局
一种信号功率检测电路及其检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及射频集成电路技术领域,涉及一种信号功率检测电路及其检测方法。
【背景技术】
[0002]随着集成电路技术的发展,对射频接收机提出了越来越高的要求,需要射频前端芯片能够根据射频信号的强弱,自动调节射频通道的增益,这就需要信号功率检测电路。
[0003]传统的射频前端芯片,往往集成模数转换器(ADC)对信号进行量化处理,在数字域中进行功率检测,然后反馈至射频通道控制可变增益放大器(VGA),调节射频通道的增益。因为芯片内部集成ADC和数字信号处理电路,导致芯片面积和功耗巨大且存在数字信号对射频信号的干扰。

【发明内容】

[0004]为了解决现有技术的不足,提出了一种信号功率检测电路及其检测方法。
[0005]本发明技术方案是,一种信号功率检测电路,包括输入差分源级跟随器,输入差分源级跟随器分别连接有输入端IP、输入端IN和电流源偏置电路,输入差分源级跟随器的信号输出端依次连接模拟信号比较器和电荷栗,电荷栗的输出端连接至电路输出端Vop;
[0006]输入差分源级跟随器,用于接收输入端IP输送的正向信号和输入端IN输送的反向信号,并对正向信号和反向信号进行电平转换处理后再分别输送至模拟信号比较器;
[0007]模拟信号比较器,用于接收经输入差分源级跟随器处理后的正向信号和反向信号,并对正向信号和反向信号的电压值高低进行比较,再将比较结果输送至电荷栗;
[0008]电荷栗,用于接收模拟信号比较器输送的比较结果,并根据比较结果控制电路输出端Vop的输出电压值;
[0009]电流源偏置电路,用于为输入差分源级跟随器和模拟信号比较器提供偏置电压。
[0010]进一步的,输入差分源级跟随器包括第五MOS晶体管M5和第六MOS晶体管M6;
[0011]第五MOS晶体管M5的漏极连接至电压源VDD,第五MOS晶体管M5的栅极经第一电阻Rl连接至电压源VDD,第五MOS晶体管M5的栅极还经第一电容Cl与输入端IP连接,第五MOS晶体管M5的源级经第三电阻R3分别连接至模拟信号比较器的输入端和第二 MOS晶体管M2的漏极;
[0012]第六MOS晶体管M6的漏极连接至电压源VDD,第六MOS晶体管M6的栅极经第二电阻R2连接至电压源VDD,第六MOS晶体管M6的栅极还经第二电容C2与输入端IN连接,第六MOS晶体管M6的源级分别连接至模拟信号比较器的输入端和第四电阻R4的一端,第四电阻R4的另一端连接至第三MOS晶体管M3的漏极;
[0013]第二MOS晶体管M2以及第三MOS晶体管M3的源级均接地,第三MOS晶体管M3的栅极分别与电流源偏置电路的输出端、第三MOS晶体管M3的栅极和模拟信号比较器2的输入端连接。
[0014]进一步的,电流源偏置电路包括第一MOS晶体管Ml,第一MOS晶体管Ml的漏极经第一偏置电流源Idcl连接至电压源VDD,第一 MOS晶体管Ml的漏极与其栅极相连并连接至第二MOS晶体管M2的栅极,第一 MOS晶体管Ml的源级接地。
[0015]进一步的,模拟信号比较器包括第七MOS晶体管M7和第八MOS晶体管M8,第七MOS晶体管M7的源级与第八MOS晶体管M8的源级均连接至第四MOS晶体管M4的漏极;
[0016]第七MOS晶体管M7的漏极经过第五电阻R5连接至电压源VDD,第七MOS晶体管M7的栅极与第六MOS晶体管M6的源级连接;
[0017]第八MOS晶体管M8的漏极经过第六电阻R6连接至电压源VDD,第八MOS晶体管M8的漏极还连接至电荷栗的输入端,第八MOS晶体管M8的栅极与第三电阻R3远离第五MOS晶体管M5的一端连接;
[0018]第四MOS晶体管M4的源级连接至地,第四MOS晶体管M4的栅极连接至第三MOS晶体管M3的栅极。
[0019]进一步的,电荷栗包括第十MOS晶体管MlO和第九MOS晶体管M9,第十MOS晶体管MlO的栅极和第九MOS晶体管M9的栅极均连接至第八MOS晶体管M8的漏极,第十MOS晶体管MlO的源级通过第三偏置电流源Idc3连接至电压源VDD,第十MOS晶体管MlO的漏极分别连接至第九MOS晶体管M9的漏极、第三电容C3的一端和电路输出端Vop,第三电容C3的另一端接地,第九MOS晶体管M9的源级经第二偏置电流源I dc2接地。
[0020]本发明采用的第二种技术方案为,一种信号功率检测电路的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0021]步骤1、由输入端IP输入的正向信号经过输入差分源级跟随器中的第五MOS晶体管M5后,在第三电阻R3上产生一个基准压降Δ V,并将基准压降Δ V输送至模拟信号比较器,由输入端IN输入的反向信号经过输入差分源级跟随器中的第六MOS晶体管M6处理后,得到电压信号Vin并输送至模拟信号比较器;
[0022]步骤2、在模拟信号比较器内将基准压降AV和电压信号Vin的电压数值大小进行比较,再将比较结果输送至电荷栗,并控制电荷栗中的第三电容C3进行充电或放电动作,从而控制电路输出端Vop的输出电压。
[0023]进一步的,步骤2中通过模拟信号比较器对基准压降AV和电压信号Vin的电压数值大小进行比较的具体方法为:
[0024]当电压信号Vin的功率高于基准电压AV时,电压信号Vin为高电平,电荷栗3中的第三电容C3会充电,电路输出端Vop的输出电压会升高;
[0025]当电压信号Vin的功率低于基准电压AV时,电压信号Vin为低电平,电荷栗中的第三电容C3会放电,电路输出端Vop的输出电压会降低。
[0026]本发明的有益效果是,一种信号功率检测电路由纯粹的模拟电路实现,内部没有集成ADC和数字信号处理电路,结构简单、面积小且功耗低,大大简化电路结构,减小芯片面积和功耗。
【附图说明】
[0027]图1是本发明所述的一种信号功率检测电路原理图。
[0028]1.差分源级跟随器,2.模拟信号比较器,3.电荷栗开关,4.电流源偏置电路。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0030]—、本发明提供了一种信号功率检测电路,参见图1,包括输入差分源级跟随器I,输入差分源级跟随器I分别连接有输入端IP、输入端IN和电流源偏置电路4,输入差分源级跟随器I的信号输出端依次连接模拟信号比较器2和电荷栗3,电荷栗3的输出端连接至电路输出端Vop。
[0031 ] 1、输入差分源级跟随器I,包括第二MOS晶体管M2、第三MOS晶体管M3、第五MOS晶体管M5、第六MOS晶体管M6、第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容Cl、第二电容C2、输入端IP和输入端IN,用于接收输入端IP输送的正向信号和输入端IN输送的反向信号,并对正向信号和反向信号进行电平转换处理后再分别输送至模拟信号比较器2。
[0032]其中,第二MOS晶体管M2的漏极分别连接至第八MOS晶体管M8的栅级和第三电阻R3的一端;
[0033]第三MOS晶体管M3的漏极连接至第四电阻R4的一端;
[0034]第五MOS晶体管M5的漏极分别连接至电压源VDD,第五MOS晶体管M5的栅极连接至第一电阻Rl的一端和第一电容Cl的一端,第五MOS晶体管M5的源级连接至第三电阻R3的一端;
[0035]第六MOS晶体管M6的漏极连接至电压源VDD,第六MOS晶体管M6的栅极连接至第二电阻R2的一端和第二电容C2的一端,第六MOS晶体管M6的源级连接至第四电阻R4的一端和第七MOS晶体管M7的栅极;第五MOS晶体管M5和第六MOS晶体管M6构成输入差分源级跟随器;
[0036]第一电阻Rl的一端连接至电源VDD,另一端连接至第一电容Cl相对于正向输入端IP的另一端和第五MOS晶体管M5的栅极;
[0037]第二电阻R2的一端连接至电源VDD,另一端连接至第二电容C2相对于反向输入端IN的另一端和第六MOS晶体管M6的栅极;
[0038]第三电阻R3的一端连接至第五MOS晶体管M5的源级,另一端连接至第二 MOS晶体管M2的漏极和第八MOS晶体管M8的栅极;
[0039]第四电阻R4的一端连接至第六MOS晶体管M6的源级和第七MOS晶体管M7的栅极,另一端连接至第三MOS晶体管M3的漏极;
[0040]第一电容Cl的一端连接至正向输入端IP,另一端连接至第一电阻Rl相对于VDD的另一端和第五MOS晶体管M5的栅极;
[0041 ]第二电容C2的一端连接至反向输入端IN,另一端连接至第二电阻R2相对于VDD的另一端和第六MOS晶体管M6的栅极。
[0042]2、模拟信号比较器2,包括第四MOS晶体管M4、第七MOS晶体管M7、第八MOS晶体管M8、第五电阻R5和第六电阻R6,用于接收经输入差分源级跟随器I处理后的正向信号和反向信号,并对正向信号和反向信号的电压值高低进行比较,再将比较结果输送至电荷栗3。
[0043]其中,第四MOS晶体管M4的漏极分别连接至第七MOS晶体管M7的源级和第八MOS晶体管M8的源级,第四MOS晶体管M4的栅极连接至第一 MOS晶体管Ml的栅极、第一 MOS晶体管Ml的漏极、第二 MOS晶体管M2的栅极和第三MOS晶体管M3的栅极,第四MOS晶体管M4的源级连接至地,第四MOS晶体管M4的作用是尾电流源;
[0044]第七MOS晶体管M7的漏极连接至第五电阻R5的一端,第七MOS晶体管M7的栅极连接至第六MOS晶体管M6的源级和第四电阻R4的一端,第七MOS晶体管M7的源级连接至第八MOS晶体管M8的源级和第四MOS晶体管M4的漏极;
[0045]第八MOS晶体管M8的漏极连接至
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