一种cmos宽度有源移相器电路的制作方法
【专利摘要】一种CMOS宽带有源移相器电路，包括两路相互并行连接的双相可变增益放大器、三级多相滤波器、正交合成电路和相位控制电路，两路双相可变增益放大器分别作为I支路和Q支路的可变增益放大器，两路双相可变增益放大器的输出端分别连接三级多相滤波器的IQ输入端，三级多相滤波器的输出端与正交合成电路的输入端连接，相位控制电路的输出端分别与两路双相可变增益放大器及正交合成电路连接，两路双相可变增益放大器均连接输入端Sin_P和输入端Sin_N，正交合成电路连接输出端Sout_P和输出端Sout_N。本发明噪声系数低，移相范围可以覆盖0～360°，工作带宽较宽，能够达到一个倍频以上的工作宽带，生产成本更低，且更易于集成到以标准CMOS工艺实现的系统芯片里。
【专利说明】
一种CMOS宽度有源移相器电路
技术领域：
[0001] 本发明涉及基于CMOS工艺实现的有源移相器技术领域，具体讲是一种适用于以相 控阵为代表的无线电系统射频前端电路的CMOS宽带有源移相器电路。
【背景技术】：
[0002] 移相器是控制和改变电磁波相位的主要元件，广泛应用于雷达探测、无线通信、卫 星遥测等领域，在以电子波束扫描(Electronic Bean-steering)为核心的相控阵(Phased Arrays)系统中，移相精度直接影响波束扫描精度等性能，并在很大程度上制约着系统造 价。传统的移相器设计大多采用无源的方式实现，如采用开关控制的传输线，基于高低通滤 波器或者基于反射负载。无源移相器移相精度高，功耗低，但插入损耗(又称为电路损耗)和 芯片面积大，尤其是在GHz以下工作频段，片上很难制作传输线和高Q值无源器件，限制了无 源移相器的集成度和成本。
[0003] 有源移相器是目前移相器设计重要发展方向之一，其基本原理是采用极性调制的 方法，将输入信号分解为两路正交矢量，通过改变分路矢量幅度大小再进行加权求和，从而 来改变输出信号的相位。假设输入信号为S in，IQ两个支路的幅度增益大小分别为A和B，于是 移相器f命,屮,彳 55导为.
[0004]
[0005] 其中，输出信号的幅度以及与输入信号的相位差分别为：
[0006]
[0007]
[0008] 在保持输出信号幅度Z不变的情况下，改变A和B的大小即可改变输出信号与输入 信号的相位差。与无源移相器相比，有源移相器移相精度更好，并且提供一定的增益，具有 适度的噪声系数，使用电感少芯片面积小，易于实现系统集成以及低成本化，但其电路构架 较为复杂，设计难度较大。
[0009] 常规的有源移相器设计中大多采用全通滤波器或者无源电桥首先对输入信号进 行正交化，然后利用可变增益放大器改变支路增益从而完成相位改变，这种方法主要存在 以下几个问题：
[0010] 1、全通滤波器或者无源电桥一般位于电路第一级，其损耗较大使得移相器整体噪 声系数较大；
[0011] 2、全通滤波器或者无源电桥的相对带宽一般在25%~40%，从而很难实现一个倍 频程以上的移相器设计；
[0012] 3、电路中一般都包含电感等无源器件，使得移相器的面积较大。
【发明内容】
：
[0013] 本发明要解决的技术问题是，提供一种噪声系数低，移相范围可以覆盖0~360°， 工作带宽较宽，能够达到一个倍频以上的工作宽带，生产成本更低，且更易于集成到以标准 CMOS工艺实现的系统芯片里的CMOS宽带有源移相器电路。
[0014] 本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的CMOS宽带有源移相器电路， 它包括双相可变增益放大器、三级多相滤波器、正交合成电路和相位控制电路，双相可变增 益放大器有两路且相互并行连接，并行连接的两路双相可变增益放大器分别作为I支路和Q 支路的可变增益放大器，两路双相可变增益放大器的输出端分别连接三级多相滤波器的IQ 输入端，三级多相滤波器的输出端与正交合成电路的输入端连接，相位控制电路的输出端 分别与两路双相可变增益放大器及正交合成电路连接，两路双相可变增益放大器均连接输 入端3^_?和输入端Sin_N，正交合成电路连接输出端3__?和输出端Scmt_N。
[0015] 采用上述结构后，与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：
[0016] 1、噪声系数较低。本发明采用的电路结构可变增益放大器位于移相器第一级，具 有一定的增益，使得整体噪声系数较低。
[0017] 2、移相范围可以覆盖0~360°。本发明中的相位控制电路根据输入指令改变IQ两 路双相可变增益放大器控制电压从而改变信号输出相位，移相器的第一级为双相可变增益 放大器电路，在相位控制电路作用下，该电路实现信号正向放大且增益可变，也可以实现信 号反相放大且增益可变，从而使得移相范围能够覆盖〇~360°。
[0018] 3、工作带宽较宽。本发明第二级采用了三级多相滤波器电路，实现对输入信号的 正交化，三级级联结构能够使电路的工作宽带达到一个倍频程以上。
[0019] 4、没有使用片上电感。本发明设计的移相器电路不包含片上电感芯片面积较小， 芯片生产成本更低，且更易于集成到以标准CMOS工艺实现的系统芯片里。
[0020] 本发明所述的CMOS宽带有源移相器电路，其中，并行连接的两路双相可变增益放 大器包括场效应管M1_P、场效应管M3_P、场效应管M4_P、场效应管M5_P、场效应管M6_P、场效 应管M7_P、场效应管M1_N、场效应管M3_N、场效应管M4_N、场效应管M5_N、场效应管M6_N、场 效应管M7_N、场效应管M8、场效应管M9、电阻Rij、电阻Ri_ 2、电阻R3_P、电阻R4_P、电阻R3_N& 及电阻R4_N，电阻Ri」一端接电源，其另一端与场效应管M5_P的漏极连接，电阻Ri_ 2-端接电 源，其另一端与场效应管M6_N的漏极连接，场效应管M5_P的漏极和场效应管M5__^漏极连 接在一起构成输出端口 〇UT_P，场效应管M6_P的漏极和场效应管M6_N的漏极连接在一起构 成输出端口 〇UT_N，场效应管M5_P的栅极、场效应管M6_P的栅极、场效应管M5_N的栅极以及 M6_N的栅极连接在一起用于改变其栅极电平VC，实现电路增益控制，场效应管M5_P的源极 与场效应管M3_P的漏极连接，场效应管M6_P的源极与场效应管M4_P的漏极连接，场效应管 M5_N的源极与场效应管M3_N的漏极连接，场效应管M6_N的源极与场效应管M4__^漏极连 接，场效应管M3_P的栅极与场效应管M4_N的栅极连接在一起构成输入端口 IN_P，场效应管 M4_P的栅极与场效应管M3_N的栅极连接在一起构成输入端口 IN_N，场效应管M3_P的源极与 场效应管14_?的源极同时与场效应管M1_P的漏极连接，场效应管M3_N的源极与场效应管 M4__^源极同时与场效应管M1_N的漏极连接，场效应管M7_P的源极、电阻R3_P的一端、场效 应管M1_P的源极、场效应管M8的源极、场效应管M7_N的源极、电阻R3_N的一端以及场效应管 M1_N的源极同时接地，所述电阻R4_P的一端、场效应管M9的源极以及电阻R4_N的一端同时 接电源，场效应管M1_P的栅极、电阻R4_P的另一端以及电阻R3_P的另一端同时与场效应管 M7_P的漏极连接，场效应管M1_N的栅极、电阻R4_N的另一端以及电阻R3__^另一端同时与 场效应管M7_N的漏极连接，场效应管M8的漏极和场效应管M9的漏极同时与场效应管M7__9 栅极连接，场效应管M8的栅极、场效应管M9的栅极以及场效应管M7_P的栅极同时与C_SW端 口连接，C_SW端口与相位控制电路连接，输出端口 OUT_P和输出端口 0171'_1^与三级多相滤波 器连接。
[0021] 本发明所述的CMOS宽带有源移相器电路，其中，三级多相滤波器包括电阻RU电阻 R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、 电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容 Cl 1以及电容Cl2，电阻Rl、电阻R2和电阻R3依次串接，电阻R4、电阻R5和电阻R6依次串接，电 阻R7、电阻R8和电阻R9依次串接，所述电阻Rl 0、电阻Rl 1和电阻Rl 2依次串接，电阻Rl左端与 输入端I_P连接，电阻R4左端与输入端Q_P连接，电阻R7左端与输入端I_N连接，电阻RlO左端 与输入端Q_N连接，输入端I_P、输入端I_N、输入端Q_P及输入端Q_N分别与并行连接的两路 双相可变增益放大器连接，电阻R3的右端、电阻R6的右端、电阻R9的右端以及电阻Rl 2的右 端通过双电容耦合方式与正交合成电路连接，电容Cl连接在电阻Rl左端与电阻R4右端之 间，电容C2连接在电阻R2左端与电阻R5右端之间，电容C3连接在电阻R3左端与电阻R6右端 之间，电容C4连接在电阻R4左端与电阻R7右端之间，电容C5连接在电阻R5左端与电阻R8右 端之间，电容C6连接在电阻R6左端与电阻R9右端之间，电容C7连接在电阻R7左端与电阻RlO 右端之间，电容C8连接在电阻R8左端与电阻Rll右端之间，电容C9连接在电阻R9左端与电阻 R12右端之间，电容ClO连接在电阻RlO左端与电阻Rl右端之间，电容Cll连接在电阻Rll左端 与电阻R2右端之间，电容Cl2连接在电阻Rl2左端与电阻R3右端之间。
[0022]本发明所述的CMOS宽带有源移相器电路，其中，正交合成电路包括电阻R13、电阻 R14、电阻Rl5、电阻Rl6、场效应管Ml_l、场效应管Ml_2、场效应管M2_l、场效应管M2_2、场效 应管M3、场效应管M4以及场效应管M5,电阻R13的一端与电阻R14的一端同时连接电源，电阻 R13的另一端与场效应管M3的漏极连接，电阻R14的另一端与场效应管M4的漏极连接，场效 应管M3的栅极通过电阻R15与电源Vb连接，场效应管M4的栅极通过电阻R16与电源Vb连接， 场效应管M3的源极同时与场效应管Ml_l的漏极和场效应管Ml_2的漏极连接，场效应管M4的 源极同时与场效应管M2_l的漏极和场效应管M2_2的漏极连接，场效应管Ml_l的栅极、场效 应管Ml_2的栅极、场效应管M2_l的栅极以及场效应管M2_2的栅极通过双电容耦合方式与三 级多相滤波器连接，场效应管Ml_l的源极、场效应管Ml_2的源极、场效应管M2_l的源极以及 场效应管M2_2的源极均与场效应管M5的漏极连接，场效应管M5的栅极与电源Vbs连接，场效 应管M5的源极接地，场效应管M3的漏极与输出端Sc> ut_P连接，场效应管M4的漏极与输出端 S0Ut_N 连接。
[0023]本发明所述的CMOS宽带有源移相器电路，其中，双电容耦合方式是指，场效应管 Ml_l的栅极通过电容C13与电阻R3右端连接，场效应管Ml_2的栅极通过电容C15与电阻R9右 端连接，场效应管M2_l的栅极通过电容C16与电阻R12右端连接，场效应管M2_2的栅极通过 电容Cl 4与电阻R6右端连接。
【附图说明】：
[0024]图1是本发明一种CMOS宽带有源移相器电路的原理方框图；
[0025] 图2是本发明一种CMOS宽带有源移相器电路的移相原理示意图；
[0026] 图3是本发明中两路双相可变增益放大器并行连接在一起时的电路结构图；
[0027]图4是本发明中三级多相滤波器与正交合成电路连接在一起时的电路结构图； [0028]图5是64种移相状态下移相仿真结果示意图；
[0029]图6是64种移相状态下增益仿真结果示意图；
[0030]图7是64种移相状态下噪声系数仿真结果示意图；
[0031]图8是RMS移相精度仿真结果示意图。
【具体实施方式】：
[0032]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明一种CMOS宽带有源移相器电路作进一步 详细说明：
[0033] 如图1所示，本发明一种CMOS宽带有源移相器电路包括双相可变增益放大器1、三 级多相滤波器2、正交合成电路3和相位控制电路4。双相可变增益放大器1有两路且相互并 行连接，并行连接的两路双相可变增益放大器1分别作为I支路和Q支路的可变增益放大器， 且作为本发明一种CMOS宽带有源移相器电路的第一级，使得电路噪声系数较低。输入信号 同时加到输入端S in_P和输入端Sin_N，两路双相可变增益放大器1的输出端分别连接三级多 相滤波器2的IQ输入端，三级多相滤波器2的输出端与正交合成电路3的输入端连接，正交合 成电路3连接输出端Sc> ut_P和输出端Sc>ut_N。相位控制电路4的输出端分别与两路双相可变增 益放大器1及正交合成电路3连接，相位控制电路4根据相位控制指令改变I支路和Q支路的 双相可变增益放大器的增益，从而改变输出合成信号的相位。
[0034]如图2所示，本发明一种CMOS宽带有源移相器电路的具体移相实现原理详述如下：
[0035] 移相器输出信号与输入信号的相位差取决于I支路和Q支路的增益大小：
[0036] ο = asxt縱(B/:義）
[0037] 其中A、B分别为I支路和Q支路可变增益放大器增益大小。当双相可变增益放大器 工作于同相状态时，A、B为正值；当双相可变增益放大器工作于反相状态时，A、B为负值。四 种组合状态使得移相范围在〇~π/2、π/2~31、31~331/2和331/2~231四个象限之间变化。具体 如下表所示：
[0039] 以Α>0/Β>0为例，设计中保持为固定值，合理分配A和B的大小，即 可实现第一象限〇~V2范围内移相。
[0040] 如图3所示，在本【具体实施方式】中，两路双相可变增益放大器1可以在实现增益控 制的同时实现同相放大和反相放大。两路双相可变增益放大器1包括场效应管Μ1_Ρ、场效应 管Μ3_Ρ、场效应管Μ4_Ρ、场效应管Μ5_Ρ、场效应管Μ6_Ρ、场效应管Μ7_Ρ、场效应管Μ1_Ν、场效 应管M3_N、场效应管M4_N、场效应管M5_N、场效应管M6_N、场效应管M7_N、场效应管M8、场效 应管M9、电阻Rij、电阻Ri_2、电阻R3_P、电阻R4_P、电阻R3_N&及电阻R4_N。电阻Rij-端接电 源，电阻Rij另一端与场效应管M5_P的漏极连接。电阻Ru-端接电源，电阻Ru另一端与场 效应管M6_N的漏极连接。场效应管M5_P的漏极和场效应管M5_N的漏极连接在一起构成输出 端口 OUT_P，场效应管M6_P的漏极和场效应管M6_N的漏极连接在一起构成输出端口 OUT_N， 端口 01]1'_?和01]1'_~构成差分输出端口。场效应管M5_P的栅极、场效应管M6_P的栅极、场效应 管M5_N的栅极以及M6_N的栅极连接在一起用于改变其栅极电平V C，实现电路增益控制。场 效应管M5_P的源极与场效应管M3_P的漏极连接，场效应管M6_P的源极与场效应管M4_P的漏 极连接，场效应管M5_N的源极与场效应管M3_N的漏极连接，场效应管M6__^源极与场效应 管M4_N的漏极连接。场效应管M3_P的栅极与场效应管M4_N的栅极连接在一起构成输入端口 IN_P，场效应管M4_P的栅极与场效应管M3_N的栅极连接在一起构成输入端口 IN_N，输入端 口 IN_P和输入端口 IN_N分别与输入端Sin_P和输入端Sin_N连接。场效应管M3_P的源极与场 效应管14_?的源极同时与场效应管M1_P的漏极连接，场效应管M3_N的源极与场效应管M4_N 的源极同时与场效应管M1_N的漏极连接，场效应管M7_P的源极、电阻R3_P的一端、场效应管 M1_P的源极、场效应管M8的源极、场效应管M7_N的源极、电阻R3_N的一端以及场效应管M1_N 的源极同时接地，电阻R4_P的一端、场效应管M9的源极以及电阻R4_N的一端同时接电源，场 效应管M1_P的栅极、电阻R4_P的另一端以及电阻R3_P的另一端同时与场效应管M7_P的漏极 连接，场效应管M1_N的栅极、电阻R4_N的另一端以及电阻R3_N的另一端同时与场效应管M7_ N的漏极连接，场效应管M8的漏极和场效应管M9的漏极同时与场效应管M7_N的栅极连接，场 效应管M8的栅极、场效应管M9的栅极以及场效应管M7_P的栅极同时与C_SW端口连接，C_SW 端口与相位控制电路4连接。C_SW端口通过控制由场效应管M7_P、场效应管M7_N、场效应管 M8以及场效应管M9构成的使能电路使左右两路VGA即压控可变增益放大器交替工作，当C_ SW端为高电平时，左边VGA不工作而右边VGA工作，电路增益为同相增益，即Α>0(Β>0;当(：_ SW为低电平时，左边VGA工作而右边VGA不工作，电路增益为反相增益，即Α<0(Β<0。
[0041] 如图4所示，在本【具体实施方式】中，三级多相滤波器2包括电阻RU电阻R2、电阻R3、 电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C1、电容 C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8、电容C9、电容C10、电容Cll以及电容 Cl 2。电阻Rl、电阻R2和电阻R3依次串接，电阻R4、电阻R5和电阻R6依次串接，电阻R7、电阻R8 和电阻R9依次串接，电阻R10、电阻Rll和电阻R12依次串接。电阻Rl左端与输入端I_P连接， 电阻R4左端与输入端Q_P连接，电阻R7左端与输入端I_N连接，电阻RlO左端与输入端Q_N连 接，输入端I_P、输入端I_N、输入端Q_P及输入端Q_N分别与并行连接的两路双相可变增益放 大器2中的输出端口 0UT_P和输出端口 0UT_r^t应连接。电阻R3的右端、电阻R6的右端、电阻 R9的右端以及电阻R12的右端通过双电容耦合方式与正交合成电路3连接。电容Cl连接在电 阻Rl左端与电阻R4右端之间，电容C2连接在电阻R2左端与电阻R5右端之间，电容C3连接在 电阻R3左端与电阻R6右端之间，电容C4连接在电阻R4左端与电阻R7右端之间，电容C5连接 在电阻R5左端与电阻R8右端之间，电容C6连接在电阻R6左端与电阻R9右端之间，电容C7连 接在电阻R7左端与电阻RlO右端之间，电容C8连接在电阻R8左端与电阻Rll右端之间，电容 C9连接在电阻R9左端与电阻R12右端之间，电容ClO连接在电阻RlO左端与电阻Rl右端之间， 电容Cll连接在电阻Rll左端与电阻R2右端之间，电容C12连接在电阻R12左端与电阻R3右端 之间。
[0042] 如图4所示，在本【具体实施方式】中，正交合成电路3包括电阻R13、电阻R14、电阻 R15、电阻R16、场效应管Ml_l、场效应管Ml_2、场效应管M2_l、场效应管M2_2、场效应管M3、场 效应管M4以及场效应管M5。电阻Rl 3的一端与电阻Rl 4的一端同时连接电源，电阻Rl 3的另一 端与场效应管M3的漏极连接，电阻R14的另一端与场效应管M4的漏极连接。场效应管M3的栅 极通过电阻Rl 5与电源Vb连接，场效应管M4的栅极通过电阻R16与电源Vb连接。场效应管M3 的源极同时与场效应管Ml_l的漏极和场效应管Ml_2的漏极连接，场效应管M4的源极同时与 场效应管M2_l的漏极和场效应管M2_2的漏极连接。场效应管Ml_l的栅极、场效应管組_2的 栅极、场效应管M2_l的栅极以及场效应管M2_2的栅极通过双电容耦合方式与三级多相滤波 器2连接。场效应管Ml_l的源极、场效应管Ml_2的源极、场效应管M2_l的源极以及场效应管 M2_2的源极均与场效应管M5的漏极连接，场效应管M5的栅极与电源Vbs连接，场效应管M5的 源极接地，场效应管M3的漏极与输出端S? t_P连接，场效应管M4的漏极与输出端S?t_N连接。 [0043]在本【具体实施方式】中，三级多相滤波器与正交合成电路之间采用的双电容耦合方 式连接的具体结构是:场效应管Ml_l的栅极通过电容C13与电阻R3右端连接，场效应管Ml_2 的栅极通过电容C15与电阻R9右端连接，场效应管M2j的栅极通过电容C16与电阻R12右端 连接，场效应管M2_2的栅极通过电容Cl 4与电阻R6右端连接。
[0044]本发明一种CMOS宽带有源移相器电路采用三级多相滤波器2和正交合成电路3完 成信号正交化和矢量合成，IQ支路双相可变增益放大器1的输出差分信号分别输入到三级 多相滤波器2的I路输入端和Q路输入端，即输入到输入端I_P、输入端I_N、输入端Q_P及输入 端0_1电阻R1、电阻R4、电阻R7、电阻R10、电容C1、电容C4、电容C7和电容ClO构成多相滤波 器第一级，电阻R2、电阻R5、电阻R8、电阻R11、电容C2、电容C5、电容C8和电容Cll构成多相滤 波器第二级，电阻R3、电阻R6、电阻R9、电阻R12、电容C3、电容C6、电容C9和电容C12构成多相 滤波器第三级，三级级联使得本发明的工作带宽可以达到一个倍频程以上。正交合成电路3 采用并联跨导的差分放大器结构，多相滤波器IQ两个支路输出信号通过电容电容C13、电容 C14、电容C15和电容C16耦合到差分放大器的场效应管Mlj、场效应管M2j、场效应管Ml_2 和场效应管M2_2，从而完成矢量信号合成。
[0045] 如图5、图6、图7和图8所示，根据设计仿真结果显示，采用本发明提出的电路结构 和具体实现方式设计的六位有源移相器，移相步进为5.625°，在200~1000MHz工作频段内 RMS移相精度小于2.5°，在300~800MHz工作频段内RMS移相精度小于1.5° ;在200~800MHz 工作频段内噪声系数小于15dB，在600~900MHz工作频段内噪声系数小于8dB;工作电流小 于20mA。其中，RMS移相精度按以下公式计算：
[0046]
[0047] 其中，N为移相状态数，如6位移相器N = 64; %为第i个移相状态时实际移相值； 为第i个移相状态时理想移相值。
[0048]以上所述的实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的 范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术 方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种CMOS宽带有源移相器电路，其特征在于：它包括双相可变增益放大器（I)、三级 多相滤波器(2)、正交合成电路(3)和相位控制电路(4)，所述双相可变增益放大器（1)有两 路且相互并行连接，并行连接的两路双相可变增益放大器（1)分别作为I支路和Q支路的可 变增益放大器，两路双相可变增益放大器（1)的输出端分别连接三级多相滤波器(2)的IQ输 入端，所述三级多相滤波器(2)的输出端与正交合成电路(3)的输入端连接，相位控制电路 (4)的输出端分别与两路双相可变增益放大器（1)及正交合成电路(3)连接，所述两路双相 可变增益放大器（1)均连接输入端S in_P和输入端Sin_N，所述正交合成电路(3)连接输出端 S〇ut_P 和输出端 S〇ut_N。2. 根据权利要求1所述的一种CMOS宽带有源移相器电路，其特征在于:并行连接的两路 双相可变增益放大器(1)包括场效应管M1_P、场效应管M3_P、场效应管M4_P、场效应管M5_P、 场效应管M6_P、场效应管M7_P、场效应管M1_N、场效应管M3_N、场效应管M4_N、场效应管M5_ N、场效应管M6_N、场效应管M7_N、场效应管M8、场效应管M9、电阻Rij、电阻Ri_2、电阻R3_P、电 阻R4_P、电阻R3_N&及电阻R4_N，所述电阻R lj-端接电源，其另一端与场效应管M5_P的漏 极连接，所述电阻Ri_2-端接电源，其另一端与场效应管M6_N的漏极连接，所述场效应管M5_ P的漏极和场效应管M5_N的漏极连接在一起构成输出端口 0UT_P，所述场效应管M6_P的漏极 和场效应管M6_N的漏极连接在一起构成输出端口 0UT_N，所述场效应管M5_P的栅极、场效应 管M6_P的栅极、场效应管M5_N的栅极以及M6_N的栅极连接在一起用于改变其栅极电平Vc， 实现电路增益控制，所述场效应管M5_P的源极与场效应管M3_P的漏极连接，所述场效应管 M6_P的源极与场效应管M4_P的漏极连接，所述场效应管M5_N的源极与场效应管M3_N的漏极 连接，所述场效应管M6_N的源极与场效应管M4_N的漏极连接，所述场效应管113_?的栅极与 场效应管M4_N的栅极连接在一起构成输入端口 IN_P，所述场效应管M4_P的栅极与场效应管 M3_N的栅极连接在一起构成输入端口 IN_N，所述场效应管M3_P的源极与场效应管M4_P的源 极同时与场效应管M1_P的漏极连接，所述场效应管M3_N的源极与场效应管M4_N的源极同时 与场效应管M1_N的漏极连接，所述场效应管M7_P的源极、电阻R3_P的一端、场效应管M1_P的 源极、场效应管M8的源极、场效应管M7_N的源极、电阻R3_N的一端以及场效应管M1_N的源极 同时接地，所述电阻R4_P的一端、场效应管M9的源极以及电阻R4_N的一端同时接电源，所述 场效应管M1_P的栅极、电阻R4_P的另一端以及电阻R3_P的另一端同时与场效应管M7_P的漏 极连接，场效应管M1_N的栅极、电阻R4_N的另一端以及电阻R3_N的另一端同时与场效应管 M7_N的漏极连接，所述场效应管M8的漏极和场效应管M9的漏极同时与场效应管M7_N的栅极 连接，所述场效应管M8的栅极、场效应管M9的栅极以及场效应管M7_P的栅极同时与C_SW端 口连接，所述输出端口 〇UT_P和输出端口 0UT_N与三级多相滤波器(2)连接，所述C_SW端口与 相位控制电路(4)连接。3. 根据权利要求1所述的一种CMOS宽带有源移相器电路，其特征在于:所述三级多相滤 波器（2)包括电阻Rl、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电 阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容 C8、电容C9、电容C10、电容Cll以及电容C12,所述电阻R1、电阻R2和电阻R3依次串接，所述电 阻R4、电阻R5和电阻R6依次串接，所述电阻R7、电阻R8和电阻R9依次串接，所述电阻RlO、电 阻Rl 1和电阻Rl 2依次串接，所述电阻Rl左端与输入端I_P连接，所述电阻R4左端与输入端Q_ P连接，所述电阻R7左端与输入端I_N连接，所述电阻RlO左端与输入端Q_N连接，所述输入端 I_p、输入端I_N、输入端Q_P及输入端Q_N分别与并行连接的两路双相可变增益放大器(1)连 接，所述电阻R3的右端、电阻R6的右端、电阻R9的右端以及电阻R12的右端通过双电容耦合 方式与正交合成电路(3)连接，所述电容Cl连接在电阻Rl左端与电阻R4右端之间，所述电容 C2连接在电阻R2左端与电阻R5右端之间，所述电容C3连接在电阻R3左端与电阻R6右端之 间，所述电容C4连接在电阻R4左端与电阻R7右端之间，所述电容C5连接在电阻R5左端与电 阻R8右端之间，所述电容C6连接在电阻R6左端与电阻R9右端之间，所述电容C7连接在电阻 R7左端与电阻RlO右端之间，所述电容C8连接在电阻R8左端与电阻Rll右端之间，所述电容 C9连接在电阻R9左端与电阻R12右端之间，所述电容ClO连接在电阻RlO左端与电阻Rl右端 之间，所述电容Cll连接在电阻Rll左端与电阻R2右端之间，所述电容C12连接在电阻R12左 端与电阻R3右端之间。4. 根据权利要求1所述的一种CMOS宽带有源移相器电路，其特征在于:所述正交合成电 路（3)包括电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、场效应管Ml_l、场效应管Ml_2、场效应管 M2_l、场效应管M2_2、场效应管M3、场效应管M4以及场效应管M5，所述电阻R13的一端与电阻 R14的一端同时连接电源，所述电阻R13的另一端与场效应管M3的漏极连接，所述电阻R14的 另一端与场效应管M4的漏极连接，所述场效应管M3的栅极通过电阻R15与电源Vb连接，所述 场效应管M4的栅极通过电阻R16与电源Vb连接，所述场效应管M3的源极同时与场效应管Ml_ 1的漏极和场效应管Ml_2的漏极连接，所述场效应管M4的源极同时与场效应管M2 j的漏极 和场效应管M2_2的漏极连接，所述场效应管Mlj的栅极、场效应管Ml_2的栅极、场效应管 M2 j的栅极以及场效应管M2_2的栅极通过双电容耦合方式与三级多相滤波器(2)连接，所 述场效应管Mlj的源极、场效应管Ml_2的源极、场效应管M2_l的源极以及场效应管M2_2的 源极均与场效应管M5的漏极连接，所述场效应管M5的栅极与电源Vbs连接，所述场效应管M5 的源极接地，所述场效应管M3的漏极与输出端Sc> ut_P连接，所述场效应管M4的漏极与输出端 S0Ut_N 连接。5. 根据权利要求3或4所述的一种CMOS宽带有源移相器电路，其特征在于:所述双电容 耦合方式是指，所述场效应管Mlj的栅极通过电容C13与电阻R3右端连接，所述场效应管 Ml_2的栅极通过电容C15与电阻R9右端连接，场效应管M2j的栅极通过电容C16与电阻R12 右端连接，场效应管M2_2的栅极通过电容Cl 4与电阻R6右端连接。
【文档编号】H03H11/18GK105915196SQ201610330784
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】段宗明, 马强, 王晓东, 戴跃飞
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所