专利名称：可变增益放大器的制作方法
技术领域：
本发明关于可变或可控增益放大器领域，更具体地说是关于复合信号中频(IF)放大器，诸如典型地用于电视(TV)接收机和磁带录象机(VCR′S)中的IF放大器，也被称为“PIXIF放大器”的，但不仅限于此。
在电视接收机中，降频变换是由各不同发射频道的射频(RF)信号与调谐频率振荡器的振荡信号进行外差而得来的，从而产生一个中频段(IF)的频率较低的射频信号，此信号再由中频(IF)放大器进行选频和放大。
电视信号的视频部分用的中频放大器通常称为PIXIF放大器。电视信号中声音部分的中频放大器可以是与PIXIF放大器分开的，亦可如在载波差拍伴音式的TV中那样包含在PIXIF放大器中。FIXIF放大器被要求的典型工作信号范围应是约50μV至100mV(有效值)，这相当于约66分贝的动态范围。本说明书中的术语“RF信号”应用来指电视机中，在降频变换级或第一检波级前某些点上的“信号”，而术语“IF信号”应指降频变换级或第一检波级后，和视频检波级即第二检波级之前的某些点上的信号，然而在本说明书后的权利要求书中，术语“RF信号”应指电视接收机中所有这点上的信号，而术语RF放大器被认作包括IF放大器以及其他类型RF放大器。
为提供自动增益控制(AGC)功能，理想的情况是每一放大级或器件均应符合指定的运行条件。同时输入信号电平必须超过内部噪声某一预定倍数，输入信号应不可使器件超载从而导致信号失真和偏置漂移。还有，AGC控制信号本身亦不应造成不期望的偏置漂移从而招致器件工作点漂离其预定的工作范围。例如各放大级和混频级的工作点应选择得使输出信号有低的失真度，各混频器和检波器的工作点应选择得有相对高的二阶响应(second-ordersesponses)。
在1毫伏或更大的相当强的信号电平时，增益应在这种方式下进行控制，即考虑到所谓的“噪声/超载窗口”，这点特点重要。这一方面，在多级放大器中，若前级的增益降得太少，则在下一级将出现不希望有的超载失真。在另一方面，若前级增益太低，则热噪声会很显著。理想的情况是，在典型输入阻抗的情况下，输入信号电平为10毫伏左右时得到基本无噪声和无失真的图象。假如，一个放大器呈现不适当的噪声/超载窗口时，其可能在能获得低失真度和相对无噪声图象的信号电平下产生噪声或超载失真。
IC增益集成电路模块的发展促进了对滤波模块的需求。最近的实践，在滤波模块后加一个增益模块IC放大器的配置下已实现了有IF滤波和增益功能的电视接收机。
一个声表面波(SAW)滤波器能提供一个完整的通带形状，和由电视机所需的相邻频道的衰减。有关SAW滤波器滤波模块及放大的详细信息可以参阅如1986年纽约MCGRAW-Hill书店出版BlairBenson主编的TV工程手册第13章。
尽管一般认为滤波和放大模块的出现是TV接收机技术所期望的，但亦有很多理由说这恶化了噪声/超载窗口的问题。装在IF放大器输入端上用作大块集成滤波器的一般市场可买到的SAW滤波器表现出大的插入损耗和高阻抗，因而其作用是一个相当高的噪声源阻抗。因此，噪声/超载窗口允许的噪声范围被缩小了。更有甚者，落在图象载波+/-4.5MHZ内的噪声信号将被解调为噪声，并“叠加”在0-4.5MHZ的视频频带上。
这造成以下结果。IF信号处于41.25-45.75MHZ频带之内。随着在IF放大器输入端上采用了滤波模块或组合式波模块亦不能抑制跟在滤波之后的IF级的边带噪声，即使逐级都有滤波器亦是如此。这是因为正处于IF图象载波频率45.75MHZ为中心的+/-4.5MHZ的频带范围内的噪声的是不能为放大器前面的滤波器模块所滤掉的。
在滤波模块和放大过程中往往导致噪声/超载窗口问题加重的另一个后果是，所使用的典型的双极性IC放大器表现出有一个固定超载电压电平的传输特性，其限制了噪声/超越窗口的超载能力。更为甚者，典型的现代小型双极晶体管往往呈现高阻值的基极接入电阻(rb)，这使噪声数量级比选用大型的优化了的有低rb器件的要大得更多，使该问题变得严重。
本发明人注意到，噪声/超载窗口在超载方面可以用特殊设计的晶体管加以扩展，而在噪声方面可通过将saw滤波器的输出阻抗降到一个较低值，以此来降低其作为噪声源对系统噪声的贡献。但是阻抗的匹配，诸如变压器或其他匹配线路将提高成本增大体积，并对已具有高增益的系统提出了更高增益的要求。
噪声/超载窗口问题进一步复杂化是由下列事实引起的，即，每一种先有技术的增益可控的IF放大器中各个放大器的输出偏压的偏移量均是可控增益的函数。一般地说，其结果是使直接与IF放大器耦合的解调器上的偏压发生变化。如上所述，从工作点角度看这种变动是不希望有的。作为这种偏置漂移情况的结果必须提供适当的偏压以适应这种变化。这使解调器的设计复杂化，随着较低失真度的要求也必须有较高的电源电压。
常在IF放大器中使用的基本放大级是长引线(long-tailed)晶体管对，或者是发射极耦合的差动放大器，其包括在两个晶体管发射极之间带有连接的接引线的晶体管对，此引线接有一个恒流发生器。此恒流源可由尾部连接点之间的高阻抗电阻器产生;但在IC中人们希望使用较低的工作电位，以使功耗维持在可接受的范围内。此恒流发生器一般是由为恒流运作而进行偏置的另一个晶体管的主电路提供的。此长尾晶体管对常被称为发射极耦合的“差动”放大器，事实上;它常带有一个单端输入电路。或是一个单端输入电路，或同时带有单端输入和单端输出电路下工作。在本文中认为增益控制可用直接降低发射极耦合差动放大器的工作或尾电流来实现，藉止以已知方式降低其互导(mutualconduction)。但是，这种办法的简单应用存在一些缺点，首先，噪声源内阻随增益降低而增大，因此，使期望在大信号下提高信噪比的企图适得其反;其次是降低了当电源极需操纵较大信号时的输送容量。
现有的非调谐放大器为取得大约66分贝动态范围常由三个相继的增益可控级串接而成，在商业上较成功的TV接收机设计中，这类装在滤波模块之后之后，用于TV接收机FF放大的非调谐放大且常由IC组成。这类设计使用用反向AGC，即用降低放大器晶体管的互(跨)导来降低增益。一个未被简化的共发射极晶体管放大器的电压增益为gmRL，其中gm是晶体管的互导，RL是此晶体管所用的集电极负载电阻。放大器晶体管互导的降低将使出现在其集电极上的噪声源内阻值增大，从而增大晶体管产生的热噪声，故为了保持PIXIF放大器链有足够低的总噪声以满足商业上的需求，PIXIF放大器必须做成三个相继的增益控制级。一个可供选择的降低各级联放大级增益的方法是降低晶体管所用的电极电阻值。众所周知的正向AGC是这种方法的一个实例。假如晶体管的互导没有降低，晶体管产生的热噪声将不会随之增大;而且降低该晶体管所用的集电极电阻也就降低了内晶体管热噪声所产生的电流而形成的电压。
本发明者寻求一种以IC形式构的两级非调谐放大器，不需要逐级进行调整的情况下而能提供有66分贝动态范围的TV接收机IF放大。寻求减少可控增益放大器的级数，目的是降低对电源的种种要求包括在电压放大级间电源的去耦滤波要求;减少在增益控制部分范围内由于在电压增益明显偏大时在放大器链中的相移过大而可能出现的自激振荡;以及简化TV接收机中IF和RF各可按增益放大器各级之间自动增益控制(AGC)的轨迹跟踪(tracking)。本发明者认为要更进一步减少部分增益控制范围内可能的自激振荡应使各可控增益放大器在结构上相当对称，以达到信号平衡的工作状态，特别对放大器链更应如此，以使放大器链能对称地置于IC上。这些步骤将降低寄生电容所造成的，由放大器链较后部到较前部的正反馈。
根据本发明的一个方面，可控增益放大级包括第一和第二晶体管，它们有各自的发射极，分各自的发射极和各自集电极;
用于将该第一和第二两晶体管的连接成发射极耦合差动放大器结构的线路，此线路很自然的是一个直流基极偏压直接加到第一和第二晶体管的基极上，一个输入信号电压加在第一和第二晶体管的基极之间，第一和第二晶体管的发射极连在一起，以及有同样的直流发射极电流流过第一和第二晶体管;
第一电阻其具有为导通响应第一晶体管发射极直流电流的第一晶体管全部集电极直流电流而连接的第一端以及第二端;
第二电阻，其具有为导通响应第二晶体管发射极直流电流池过第二晶体管全部集电极直流电流而连接的第一端以及第二端;
用于将直流工作电压加到第一和第二个电阻的另一端的线路;
用于从第一或第二电阻的至少一个的第一端上取得输出信号电压的线路;以及为提供在第一和第二电阻的第一端之间提供可控导纳的线路，此提供可控导纳的线路包括单向导电型第一和第二二极管，它们具有分别接到第一和第二电阻的第一端的各自的第一电极，以及具有连在一起接到一控制节点的各自的第二电极。
用于向该控制节点提供直流控制电流以控制第一和第二二极管单向导电性的供电装置，该直流控制电流之值响应于一个电控制信号进行调节，该电控制信号被加到用于通过降了第一电阻和第二电阻的第二端以外的结点提供一个直流控制电流的装置。
按照本发明的另一方面，可控增益放大级包括第一和第二晶体管，其有各自的发射极，各自的基极和各自的集电极电极;
用于以发射极耦合的差动放大器构型连接第一和第二晶体管的线路，此线路很自然是一个直流基极偏压加到第一和第二晶体管两者的基极上，输入信号电压加在第一和第二晶体管的基极之间，所述第一和第二晶体管的发射极被连在一起，以及第一和第二晶体管有同样的直流发射极电流流过;
第一和第二电阻具有连到第一和第二晶体管的各自的集电极上的各自第一端，以及为接收直流工作电压而连接的各自第二端;
一个控制电流源，此电流源呈现源阻抗值在从可同所述第一和第二电阻的阻抗值相比的某一值向上延伸扩展的范围内;以及用于在所述第一电阻和第二电阻的第一端之间提供可控导纳的线路，可控导纳线路被配置成响应所述控制电流而加以控制，并包括;
第一和第二可变导纳元件，它们具有各自的第一端分别接到第一和第二电阻的所述各自第一端上，并有连接在一起的各自的第二端以及接受所述电流源来的第一控制电流。
按照本发明的又一个方面，一个可控增益放大器包括连成用于响应RF信号的发射极耦合的差动放大器的第一和第二晶体管，它们有各自的集电极，以提供具有各自共模DC分量和有各自差模RF分量的各自的集电极电流;
二极管桥路负载装置，它具有第一，第二，第三和第四节点，第一和第二节上分别连到各集电极上，该二极管桥路装置在第一和第二节点间表现其直随流过第三第四节点间的电流控制的可控制阻抗值;以及可变控制电流线路，它包括一个接到第三节点的电流源输出端和一个接到第四节点的电流吸收输出端，电流源和吸收端输出端提供相等幅度的电流。
按照本发明的再一方面，可控制增益放大器包括;
有各自的基极，发射极和集电极的第一和第二晶体管;
将第一和第二晶体管连成发射极耦合差动放大器构型的装置，以使第一和第二晶体管响应它们基极间接收到的RF信号，从它们各有集电极提供带有共模DC分量和各有差分模RF分量的各自的集电极电流;
一个可控电流分裂器，它有一个用于接收待分裂为第一和第二分部(ractionalparts)的直流工作电流的输入端，该两分部的比例根据控制信号确定，以及有第一第二输出端以提供分别送到第一和第二晶体管发射极的所述直流工作电流的第一和第二分部;
第一电阻，连在第一晶体管集电极与电位工作点之间;
在第二晶体管集电极与同一工作电位点间跨接的第二电阻;
第一二极管，其有接到第一个晶体管的集电极的第一电极，以及第二电极;
第二二极管，其有接到第二晶体管集电极的第一电极，以及第二电极;
所述第一和第二极管的第二电极互连在一点，所述电流分裂器的第二输出端接在此点。
按照本发明还有另一方面的可控增益放大器包括有各自的基极，发射极和集电极的第一和第二晶体管;
将第一和第二晶体管连接成发射极耦合的差动放大器结构的装置以使第一第二晶体管能响应从第一和第二晶体管基极之间接收到的RF信号，从其各自的集电极提供具有各自共模DC分量和各自差分模RF分量的各集电极电流;
第一可控电流分裂器，具有一个用于传导来自所述第一晶体管的集电极电流的输入端，并具有第一第二输出端用于分别传导由控制信号大小决定其比例的所述第一电流的第一和第二分量。
第二可控电流分裂器，它有一个传导所述第二晶体管集电极电流的输入端，并有第一第二输出端用以分别传导所述由控制信号大小决定其比例的，第二电流的第一和第二分部。
连接在第一节点与所述工作电位点之间的第一电阻，所述第一电流分裂器的第一输出端接到该第一节点;
连接在第二节点与所述工作电位端点之间的第二电阻，所述第二电流分裂器的第一输出端接到该第二节点;
第一二极管装置，其具有接到所述第一节点的第一电极它还有第二电极;
第二二极管装置，其第一电极接到所述第二节点，并有第二电极;
将所述第一和第二二极管装置的所述第二电极接在一起的第三节点，所述第一和第二电极接在一起的第三节点，所述第一和第二电流分裂器的第二输出端均连接到该节点。
在本发明其他实施例中;若干级联可控增益放大器中的每一个都包括前述一个可控增益放大器之后又链接另一个前述可控增益放大器。在这些实施例的最佳方案中，链接的可控增益放大器输出端上的增益控制信号相对于级联连接的可控放大器的输入端上的增益控制信号的工作中被延迟了。
从下面对照附图对最佳实施例的详细说明中会使你彻底了解本发明，附图简述如下
图1是一个体现本发明目标之一的可控增益放大级的线路图，该放大级特别适合用作多级IF放大器的输入级。
图2是体现本发明目标之一可控增益放大级的线路图，该放大级特别适会用作多级IF放大器的输出级。
图3是体现本发明目标是之一的两级IF放大器线附图，该放大器分别用图1和图2的可控增益放大级作为其输入和输出级。
图4是体现本发明目标之一的另一种可控增益放大级，其特别适合用作多级IF放大器的输入级。
图5是体现本发明目标之一的另一种两级IF放大器的线路图，该放大器采用图4和2的可控增益放大级分别作为其输入级和输出级。
图6是一个TV接收机或磁带录相机中用以从一个电视发射信号中恢复音频信号，视频信号和同步信号，这些部分的方块示意图，此电视接收机采用图3或图5所示类型的中频放大器。
图7上在本发明可供选择的实施例中一个可对图1的增益可控放大级所作的一种改型的线路图。
图8是在本发明的另一可供选择的实施例中可对图4的增益可控放大级所作的一种改型的线路图。
参阅图1，Q1是一个双极性晶体管，由基极通过发射极与集电极之间的主导电通路来控制导电，在此说明以后部分亦会涉及其他与此类似情况的双极性晶体管。晶体管Q1是一个NPN导电型管子，其基极与集电极经电连接成使其在二极管接法方式下运行。Q1的发射极接到基准电位源上，该基准电位为地。基准电流通过电阻R1加到连接的基极和集电极，R1的一端接到连接的电极上，而其另一端则为接受到加TI端上的自动增益控制(AGC)信号的电位而连接。图1示出了从GCI发生器上获得的AGC信号电位加在TI端子上。
NPN型晶体管Q2和Q3，其各自的发射极接到与Q1的发射极同一基准电位上，其基极接到Q1的基极，以此形成一个经R1获得的对基准电流的镜象电流装置。NPN晶体管Q4和Q5的发射极各连到各自电阻R5和R6的一端，电阻R5和R6的另一端接在一起，并经常联电阻R接到接地的基准地电位点，这就使晶体管Q4和Q5组成一个差动对，并由电阻R7向此差动对提供工作电流或称之为尾电流。
NPN型晶体管Q6和Q7的基极分别连到信号输入端T1和T6用于接受差动输入信号，同时在此取得直流偏置电位。图1中所示电池B1，其负端接到-接池的基准电位点上，其正端提供一个正直流偏置电位V，其负端通过发生器S1和S2向Q6和Q7的基极提供对称输入信号。晶体管Q6和Q7接成其集电极放大器以形成发射极跟随器式的电压跟随器。Q6和Q7的发射极分别接到Q4和Q5的基极和各自的电阻R2和R3的一端。R2和R3的另一端接在一起并连到电阻R4的一端，R4的另一端接地。晶体管Q6和Q7集电极连接到供电端子T以得到正工作电位VB2，如图1所示，此电位由电池B2的正端提供，电池的负端接到基准接地电位点上。
Q4和Q5的集电极经各自串联电阻R8和R9接到电源端T2。Q4的集电极还连到NPN晶体管Q8的基极上，Q8的集电极连到T2上。Q8的发射极连到输出端T3上，并经串联电阻R10接到接地基准电位。晶体管Q5的集电极还连到NPN晶体管Q9的基极，Q9的集电极还连到NPN晶体管Q9的基极，Q9的集电极接到T2。Q9的发射极连到输出端T4并经串联电阻R11接到基接地基准电位。
晶体管Q4的集电极还接到NPN晶体管Q10相连的集电极和的接点基极。以及NPN晶体管Q的发射极上。晶体管Q5的集电极还接到NPN晶体管Q12的互连集电极和基极接点以及NPN晶体体管Q13的发射极上。晶体管Q3的集电极经串联电阻R12接到发射极互连的晶体管Q10和Q12的发射极上。PNP晶休管Q14的集电极连到基极和集电极互连在一起的晶体管Q11和Q13接点上，Q14的发射极经串联电阻R13接到电源端T2。晶体管Q14的基极连到Q2的集电极上，并经串联电阻R14连到PNP晶体管Q15的基极和集电极。接成二极管模式的晶体管Q15的发射极接到电源端T2。
工作时，连成二极管模式的晶体管Q10Q11Q12和Q13与电阻R8和R9组成一个晶体管Q4和Q5发射极耦合差动放大器的集电极上的可变负载。输出信号则由起发射极跟随器作用的Q8和Q9的电压跟随器缓冲。流经接到二极管的晶体管Q10Q11Q12和Q13的DC决取于等于Q2的集电板电流的Q3集电极输出电流的镜象电流的镜象关系是由PNP晶体管Q14和Q15形成。当这些电流为零时，如在如在电阻R1上的电流为零时所出现的，二极管连接的晶体管Q10Q11Q12和Q13将呈现高阻抗。其结果是，由差动放大器对的增益决定的放大器增益将是最大值，此值由集电极电阻确定。
当随着端子T1的正电位增大而电流加到二极管连接的晶体管Q10Q11Q12和Q13时，其阻抗随之变得较低，Q4和Q5构成的发射极耦合的差动放大器的增益将下降。晶体管Q3和Q4集电极的来源和吸收的电流几乎相等，所以流进和流出由二极管连接的晶体管Q10Q11Q12和Q13组成的网络的电流将是同一电流。在此情况下，没有电流从Q4和Q5集电极节点上移走或加入。因而，如果二极管连接的晶体管Q10Q11Q12Q13与供其电流的晶体管相匹配的话，在增益变化时放大器的DC工作状态将不受影响，因此可避免先有技术配置中涉及到的种种问题并有助于多级级联。这种选配很容易在一个单片IC上完成。另外，由二极管连接的晶体管Q10Q11Q12和Q13构成的网络是桥路形式，所以，供给此网络的电流的节点是AC接地点，形成RF电流的“虚拟接”地点。其结果是PNP晶体管Q14的载流子仅是DC，且其集电极电容不会影响到放大器的频率响应。另一结果是没有信号经二极管连接的晶体管Q10Q11Q12和Q13回流到地。
还应注意到增益控制可变元件处于差动放大器对的集电极电路中，因此设计时不须再考虑为容许大信号通过的能力和超载特性所需要的发射极偏置电路。还有一点，也减小了为实现增益控制所需的功率。
在对本发明上述实施例中(及其以下说明的实施例中)，发射极耦合的差动放大器的集电极负载正是在最大增益下的电阻性负载，因为用以与负载并联的二极管在此条件下。用电阻作为集电极负载的优点是不管在一个IC中的可控增益放大器是何种结构，均可使每级都有最大的电压增益，这样体现本发明的各可控增益放大级均可为批量生产的IC形式而无需为获得最大电压增益而对每级放大器进行个别调试。每放大级的最大电压增益是由发射极耦合差动放大器晶体管的互导(gm)乘以其集电极负载RL而得。晶体管的gm取决于发射极电流量，而使此电流量比例于加到其由跨在带有电阻RBIAS的电阻元件上的偏置电压VBIAS(较小，典型值是半导体结电压VBE)，此RBIAS包含在有电阻负载的IC内并按排成与负载电阻相同类型。也就是说使得发射极耦合的差动放大器晶体管的发射极电流量跟踪基极电流IBIAS(VBIAS-VBE)/RBIAS，因此，其最大电压增益gmR正比于[(VBIAS-VBE)/RBIAS]RL＝(VBIAS-VBE)(RL/RBIAS)。由于(RL/RBIAS)是集成块内部电阻元件之比，此比值十分确定，并能精确地予测。VBE随着温度变化的几个毫伏变动，相对于(VBIAS-VBE)值通常可忽略不计，由芯片外提供的取决于偏置VBIAS的电压可以有一个准确的予测值RL值一般按最大电压增益选取，对一般可控增益放大级来说该增益20倍。
PIXIF放大的第一级必须提供送到该放大器的差动IF输入电位信号的全动态范围，由于第一级已提供了增益控制，送到PIXIF放大器的以后几级IF信号的幅度可要求有较低的输入信号电平动态范围。当前级RF放大器增益超出工作范围时，在强信号接收时期间，下PIXIF放大器的第一级必须要有能力避免接收到最大差动IF输入信号峰值时的超载。图1所示的增益可控放大器适合用作PIXIF的第一级，在其发射极耦合的差动放大器晶体管Q4和Q5的发射极意有相当大的差分模电阻。由电阻R5和R6形成的线性差分模电阻允许在其基极间的IF差动输入信号高达100毫伏RMS，而不会有任何晶体管在信号峰值时截止。晶体管Q4和Q5发射极间的差分模电阻可用另外的已知办法提供-例如用图7中电阻R61所形成的π网络取代图1.中所示的电阻R5和R6和R7所组成的T网络，对图7的π网络的改型的另-π网络中用于偏置晶体管使在恒流源下工作的相当于电阻R61的电阻替代电阻R62和R63;改变图1中作为恒流源工作的晶体管偏置电阻R5，R6和R7组成的T网络，用电阻R5和R6的组合电阻取代电阻R7。
在图2中，增益可控放大器中，晶体管是NPN型晶体管，其基极和集电极连在一起，以使其工作在二极管连接状态下。Q21的发射极经串联电阻R21接到基准电位源上，此处该基准为地。一个基准电流经电阻R22送到基极与集电极的连结点上，R22的另一端连到T21端子上以接收一个正直流偏置电位VB3的。在图2中VB3由电池B3提供。
NPN晶体管Q22的发射极经串联电阻R23接地，其基极连到晶管Q21的基极上，以此来形成一个相对于经R22提供的基准电流的镜象电流装置。NPN晶体管Q23和Q24组成一个差动放大器对，其发射极接到晶体管Q22的集电极。晶体管Q23的基极连到端子T22上，以接收增益控制信号，在这里表示为由GC2信号源提供，晶体管Q24的基极连到T23端子上，用以接收，在这里表示为由电池B提供的正直流偏置电位VB4。
NPN晶体管Q25和Q26组成一个差动放大器对，其发射极连在一起接到晶体管Q24的集电极上。其基分别连到输入端T25和T26端，用以接收一个相对于直流偏置电位的平衡输入信号。图2示出一个电池B5，其负极接到基准地电位，在其正端提供一个直流偏置电位VB5，与由S3和S4信号发生器接到T25和T26端子上的对平衡输入信号相对接。晶体管Q25和Q26的集电极经各自电阻R24和R25连到供电端T27上，以接受一个，如图示由电池B2提供的正工作电位VB2。晶体管Q25的集电极还连到NPN晶体管Q27的互连的集电极和基极结点上，晶体管Q26的集电极还连到NPN晶体管Q28的集电极和基极互连结点上。Q27和Q28的互连的发射极接到晶体管Q23的集电极上，再通过电阻R26连到T27端子NPN晶体管Q29和Q30连成发射极跟随式的电压跟随器用作输出的缓冲级。Q29和Q30的基准分别连到Q25和Q26的集电极上，Q29和Q30的集电极连到供电端T27。晶体管Q29的发射极连到一个输出信号端T28上，并连到电阻R27的一端，R27的另一端连地。晶体管Q30的发射极连到输出信号端T29，并连到电阻R28的一端，R28的另一端接地。
在工作时，晶体管Q22集电极上由镜象电流输出的电流由晶体管对Q23和Q24进行控制，它一方面为差动放大器晶体管Q25和Q26提供尾电流，另一方面又为连成二极管的晶体管Q27和Q28提供偏置电流。当二极管连接的晶体管Q27和Q28的没有电流流过，这时增益达到由集电极负载电阻R24和R25和最大尾电流所决定的最大值。当AGC电位GC2正到足以使晶体管Q23通导时二极管连接的晶体管Q27和Q28将因偏置改变而导通，它们将并联在晶体管Q25和Q26的集地极电阻R24和R25上而使其增益下降。与此同时，晶体管Q23的导通将降低可流往Q24的电流，(亦即是晶体管Q25和Q26的尾电流)，尾电流的降低将使其互导下降，从而进一步降低了其增益。不管怎样，流经电阻R24和R25中的DC都不受增益控制操作时影响。但是，差动放大器对操作尾电流超过一半流入二极管连接的晶体管Q27和Q28时，噪声将开始下降。这是由于晶体管Q25和Q26随其发射极内阻的增大将使噪声变低，而发射极内阻是响应晶体管Q24主导电通路的电流减少而增大的。因此，用二极管连接的晶体管Q27和Q28旁降集地极负载电阻R24和R25来降低级增益是降低增益的主要依据机理，而不是靠减少Q25Q26的尾电流来降低它们的互导而取得的。正常的增益控制范围是从约0分贝上升到26分贝左右。
图2所示的可控增益放大器不特别适用于作多级IF放大器的起始级，因其在超大输入信号时很快就过载。这是由于图2所示的增益对控放大器主要依靠用发射极耦合的晶体管Q25和Q26的集地极负载的二极管的分流作用而不是靠通过减少其尾电流来降低其互导而使增益降低的，此缺点可在通过在晶体管Q25和Q26的发射极耦合中包含发射极反馈电阻(emitter degeneration resistance)来克服。这种改进放大极用为IF放大器第一级的表现既不如图1亦不如图4所示的增益可控放大器，因为前面注意到的随增益噪声降低的问题至零分贝以下减弱了。但是，对IF放大器的后面几级，由于这些级的输入信号的动态范围被减小，而图2所示的增益可控放大器结构较为简单，使其优先于图1和图4所示的增益可控放大器。
图3示出图1和图2所示增益可控放大器的级联连接。常用在TV中作IF放大器，工作时，分别加到T和T输入端两个增益控制信号，安排成如些配合即在增益下降开始时先降第二放大器的增益而不降第一级放大器的增益。当第二级的增已降了一个预定数量后，余下增益要降低的数量按预定关系同时来降低第一和第二放大器的增益。因此，对小范围内增益降低来说，第一放大级继续在其全增益下工作，此时整个增益的降低靠降低第二放大器的增益来达到。大家都知道，这种称为延迟增益控制的工作模式对整体的噪声性能有利，因为第二放大器的在较小信号时噪声仍可能相当可观，故使第二极放大器在较小的信号下对整体噪声的贡献保持在很低的水平。事实上，这种延迟增益控制法有可借助图中来示的达到很易手段，例如对送到第一放大器的信号提供一个电压延迟。
图1和图2所示放大器适用于由单个正电源供电操作，并在图3相应地示出由连到供电端的T供电端T27上。事实上电池B3/和B4为同-IC的内的网络取代，与第一和第二增益可控放大器所在的此网络为已知形式用于从T2供电端引入的供电电位导出偏置电位。
图4是另一种很适用于TVIF放大器中作第一级的增益可控放大器。图4放大器包括一个NPN导电型的晶体管Q41，其基极的集电极连接成可在二极管连接模式下工作。Q41的发射极经串联电阻R41连到基准电位源上，在图4中该源是地。一个基准电流经电阻R42加到基极和集电极的互连结点上，R42一端按到此结点，另一端接到供电端T41上以接收一个正的工作电位VBB。图4示出了提供此电位的电池B3。
NPN晶体管Q42的发射极经串联电阻R43接地，其基极连到晶体管Q41的基极，以此形成一个相对于由R42所提供的基准电流的镜象电流装置。NPN晶体管Q43和Q44组成一个差动放大对，它们的发射极分别经串联电阻R44和R45接到晶体管Q42的集电极，其基极分别接到输入端T42和T43上，以接收其间的一个适宜直流偏置电平的输入信号。图4示出信号源S1和S2将平衡输入信号加到输入端T42和T43由电池B1提供的正直流偏置电位VB1。
NPN晶体管Q45和Q46连接成晶体管接到晶体管Q43的集电极电流分裂器，它们的各发射极都接到晶体管Q43的集电极NPN晶体管Q48和Q49被连接成晶体管Q44的集电极电流的分裂器，它们的发射极都接到晶体管Q44的集电极。晶体管Q45和Q48的基极连到端T45上以接收正直流偏置电位VB6，图4表示由电池B6代表的VB6电源。晶体管Q46和Q49的基极连到端子T44上，以接收图4中示作由GC4控制电压源提供的增益控制电压，晶体管Q45和Q48的集电极分别经串联电阻R46和R47接到供电端T46上，由此取得由电池B2提供的正工作电源电位VB2。
一个电可控导纳设置在与T46端远离的R46和R47那一端之间。NPN晶体管Q47的互连集电极和基极的结点和晶体管Q45的集电极一起接到与端子T46远离的R46的那一端上。NPN晶体管Q50的集电极基极互连结点和晶体管Q48的集电极一起接到电阻R47的远离端子T46的那一端上。NPN晶体管Q47的集电极的基极互连结点连到晶体管Q45的集电极上。晶体管Q47和Q50的发射极和晶体管Q46和Q49的集电极都连接到一起，并经串联电阻R48接到供电端T46。
出现在远离端子T46的电阻R46那一端上的增益控制响应经由电压跟随器加到输出端T47上，此电压跟随器是由基集电极放大器NPN晶体管Q51组成，在Q51发射和接地基准电位接点之间接有发射极负载电阻R49。出现在远离端子T46的电阻R47那端上的增益控制响应由电压跟随器加到输出端T48，此电压跟随是由共集电极放大器NPN晶体管Q52组成。在Q52的发射极和接地基准地位接点之间接有发射极负载电阻R50。
工作时，差动放大器晶体管Q43的集电极输出电流构成差分晶体管对Q45和Q46的尾电流，Q45和Q46的功能是一个电流分裂器。差分对放大器晶体管Q43集电极输出电流依据在端子T44上的控制信号电平而定，可通过晶体管Q45，或通过晶体管Q46进行控制，从而通过二极管连接的晶体管Q47或通过Q45和Q46各别地进行部分控制。同样的情况，差分对放大器晶体管Q44的集电极输出电流可通过晶体管Q48或晶体管Q49加以操纵，并从而通过二极管连接的晶体管Q50或通过晶体管Q48和Q49各别进行部分控制。对全部流经晶体管Q46和Q49电流进行操纵时提供给晶体管Q43和Q44全部集电极电流，(包括二极管连接的晶体管Q47和Q50之间节点上的差分变量)，在AC虚拟接地点处的差分变量是互相抵销的。Q45和Q48集电极设有电流分量流经晶体管Q46和Q49，其差动变量能分别流过负载电阻R46和Q47以形成跨越其间的相应信号电压。晶体管Q43和Q44集电极电流共模DC分量和流过二极管连接的晶体管Q47和Q50的电流合在一起这使其导纳分别相对于负载电阻R46和R47变得对较小。二极管连接的晶体管Q47和Q50的低的傍路电阻决定了如图4的放大器增益，其比率与其分别相对于电阻R46和R47的比例一样。当晶体管Q43和Q44的集电极电流合在一起，由二极管连接的晶体管Q47和Q50进行操纵时，其增益处于最小值。
对完全流经晶体管Q45和Q48的电流进行操纵时，给晶体管Q43和Q44提供全部集电极电流，包括分别流过负载电阻R46和R47的差动变量。同时对晶体管Q46和Q49以外电流的伴生操纵导致设有通过二极管连接的晶体管Q47和Q50的操纵电流，所以Q47和Q50的导纳十分低，不致会显器傍路负载电阻R46和R47。因此图4中所示增益可控放大器的电压增益收处于最大值。
对发射耦合的差动发大器晶体管Q43和Q44部分流过晶体管Q45和Q48的集电流进行控制时通过从集电极电流的差分变量中仅分出一部分加到负载电阻R46和R47的形式，降低了增益，因此横跨电阻上的相应信号电压的降低在某种程度上由增益控制电位GC4来控制。对发射极耦合的差动放大器晶体管Q43和Q44集电极电流与此同时部分地通过晶体管Q46和Q49的电流进行控制时，由于流经二极管连接的晶体管Q47和Q50的集电极电汉的共横分量进一步降低了增益，所以，Q47和Q50导纳负载电阻R46和R47的傍路作用在某种程度上亦受增益控制电位GC4的控制。不管怎样，流经电阻R46的总电流在增益控制过程中保持不变，并恒等于晶体管Q43的集电极输出电流，同样，电阻R47上的总电流在增益控制过程中保持不变，并恒等于晶体管Q44的集电极输出电流。因此，如果各晶体管匹配良好，在增益变化时放大器的直流工作条件将不受干扰。
图4中增益可控制放大器与上机所述的图1中的增益可控放大器有同样的优点。图4中的增益可控放大器适合用作PIXIF放大器的第一级，该放大器具有发射极耦合的差分放大器晶体管Q43和Q44，在其发射极之间带有基本差分模电阻，以避免在期望的IF放大器输入信号电平下出现过载失真。由电阻R44和R45形成的线性差分模电阻，使得在其基极间的差分IF输入信号位可高达约100毫伏RMS，而没有任一晶体会在信号削顶现象。上述有关差动放大器晶体管Q4和Q5发射极耦合的各种网络可用于差分放大器晶体管Q43和Q44上，亦可用于本发明。其他可供选择的实施例中。
图5是图4和图2所示的增益可控放大器的级联连接。NPN晶体管Q51和Q52与其各自的电阻R49和R50第一级放大器的输出组成一个发射极跟随缓冲级。输入信号加到端子T2和T3上，两个增益控制信号分别加到端子T44和T22。可应用图3实施例有关延迟的增益控制即延迟的自动增益控制方面的类似设计依据。
图4和图2的放大器适合用单个正工作电源，并在图5相应地示出连到供电端T46上的供电端T27在对图5一种变型中晶体管Q42的基极电位是从Q21的互连集电极与基极结点上取得的，而省去了元件R41、R42和Q41。
图6示出电视接收机或磁带录相机中用以从发射的电视信号中检出音频信号，视频信号和同步信号这些部分，其中电视接收机采用了如图3或图5所示类型的中频放大器，图6有助于理解图3或图5所示的中频放大器中如后加进延迟的自动增益控制。
由天线10捕捉到的电视信号供到一个射频放大器12上。一般包括一个降频变换器14，或更多个振荡在高于电视信号频带的频率的调谐振荡器，响应从射频放大器12来的放大了的电视信号而产生带有41、25MHZ音频波和45、75MHZ图象载波的IF信号。这些IF信号送到滤波模块16，分离音频载波及其FM边频带与图象载波以加到一音频IF级18和第二音频IF级20级联连接点;这些IF信号还加到有相对较宽频带的滤波模块22上，将残的图象载波及其AM边频带分离出来加到第一图象IF级24和第二图象IF级26的级联连接点。
一个第二载波差后型变换器28接收从第二音频IF级20来的放大了的IF信号，并产生一个调频4.5MHZ的载波差拍频的中频，该中频由具有中心频率为4.5MHZ的通带的滤波器30所选取。带通滤波器抑制会伴附4.5MHZ调频的载波差拍频中频一起加到限幅器32上的图象频率。限幅器32抑制不希望有的4.5MHZ调频载波的幅度调制，该限幅器将作为音频中频响应的信号FM音频鉴频器34上，该鉴频器检出4.5MHZ调频载波交产生一个音频信号，以提供给磁带象相机或电视接收机的其他部分。还有另一从声音中频响应的调频中检出所包含的指述声音信息的，这些装置包括用于抑制检出描述声音信息的所述装置的声音响应幅度的变化的装置，诸如众周知的比例检波器。
声音过载检波器36响应来自第二音频IF级20超过降频变换器28可允许的输入信号电平的放大了的IF信号给第一声IF级18提供一个辅助的自动增益控制(AGC)信号，该信号是异常状态响应PIXIF信号产生的增强了正常自动增益控制(AGC)的信号。但在正常情况下，音频IF和PIXIF链两者的增益控制只响应随PIXIF信号而产生的正常自动增益控制(AGC)信号。为便于AGC在音频IF和PIXIF链之间跟踪，音频IF放大器18和20构置与PIXIF放大器24和26一样的IC区域里，降频变换器28，过载检波器36，视频检波器38，AGC检波器40和AGC延迟电路42和44也同样有利地置于同一IC中。
视频检波器38，接受从第二图象IF放大级26送来的放大了的IF信号，检测复合视频信号。自动增益控制(AGC)检波器40通过检测色含在复合视频信号中的同步脉冲的峰值，产生自动增益(AGC)信号。若视频检波器38是一个包络检波器，则AGC检波器40通常是一个键控AGC检波器，用以防止脉冲噪声干扰。若视频检波器38是一个同步检波器，这是TV接收机设计的现代趋势，则AGC检波器最好包括对其输入信号进行滤波的滤波器，以抑制由视频检波器38检出的复合视频信号心ZMHE左右的频率份量。此分量是在模块滤波器22阻尼振荡中频带的自然频率上产生。AGC检波器40的输入信号的这种滤波应能通过高达500KHE的频率，这样才能对均衡脉冲进行峰值检波。另外，在视频图象最高顶部的亮度亦没有相对应于视频图象其它部分不期望有的增加。总之检波器40包含有对其输出信号中400HZ左右的噪声进行滤波的功能。
由AGC检波器40从视频检波器38检得的复合视频信号中产生的AGC信号用于控制PIXIF和音频IF放大器及射频放大器12中的增益，由复合视频信号产生出的AGC允许对PIXIF放大器进行精密增益控制，而PIXIF放大器必须对AM边频带进行线性放大。音频IF放大器仅需对FM边频进行放大，无需太大的增益去使降频变频器28超载，其超载总量是由声音过载检波器36予以防止。带通滤波器30和限幅器32抑制声音IF放大器链和降频变频器28中任何增益错误而生的影响。所以很容易获得声音IF放大器18和20的，PIXIF放大器24和26的接受的AGC跟随。由AGC检波器45所产生的AGC信号无延迟地并行地送到声音和PIXIF放大器的第二级20和26上。由AGC检波器40所产生的AGC信号经延时并行地送到声音和PIXIF放大器的第一级18和24上。如图6所示，最好，声音和PIXIF放大器的第一级18和24经各自的AGC延时电路42和44获得延时的AGC，因此只需一根AGC线从IC中安置PIXIF的部分连到IC中按置声置IF的部分。
由AGC检波器40产生的AGC信号经进一步延时后加到RF放大器12上，延迟一段由置于IF放大器集成块中的调谐器的增益控制延迟电路46提供。在微弱信号接收工作条件下，任何通过RF和IF放大器链增益降低均发生在声音和PIXIF就大器的第二级20和26中。RF放大器12以及声音和PIXIF放大器的第一级18和24都工作在全增益下以保证加到声音和PIXIF放大器的第二级20和26的信号有最佳信噪比。当随着来自天线10的RF信号电平增加，声音和PIXIF放大器的第二级20和26达到最佳信号电平时，AGC延迟电路42和44将延迟的AGC提供给声音和PIXIF放大器的第一级18和24，去降低它们的增益。在强信号接收工作条件下，调谐器的增益控制延迟电路46向RF放大器12提供AGC信号以降低其增益，以此避免降频变换器14以及声音和PIXIF放大器的第一级和18和24的过载。
为减少PIXIF增益控制范围的某些较高增益区段可能的自激振荡，PIXIF放大链，从PIXIF滤波块22加至第一IF放大级24的输入信号，到从第二IF放大级26的输出加到视频检波器38全都在平信号下工作。声音IF在单端输入信号下工作，此信号从声音IF滤波模块16加到第一IF放大级18，这使声音IF滤波横块16能作某些简化，但为了减少声音IF增益控制的范围中的较高的增益区段可能发生的自激振荡，声音IF链的其余部分均在平均信号下工作。
图2和图4中的可控增益放大器很容修改成增益变化的程度是由AGC电压在正方向的增长而不降变为随负方向的增长而下降。至图2中由端子T23而不是T22接到直流偏置电位VB4上，而端子T23接收负增长的AGC电压。这样增益的降低就由其负增长的程序而定。在图4中端子T45而不是端子T46接到直流偏置电位VB6上，而端子T46接受变为负增长的AGC电压，这样增益的降低就由其负增长的程序而定。图1中的可控增益放大器亦可改接成增益的降低由变成负增长的AGC电压的负增长程度来定。要这样做的一个方法是用以下器件取代组成电流发出和吸收的元件R1、Q2，Q3，R13，R14，Q14和Q15经R12吸收Q10和Q12的组合发射电流的单端输出电流反射器，其输出电流比例于加到此电流反射器的输入电流;一个双端输出的电流反射器其输入端接到称为VB2的电位，其第一输出端为供给单端输入电反射器的输入电流而连接，第二输出端为提供一个与单端输入电流反射器的输出电流相等的电流作为Q11和Q13的基极和集电极的电流源而连接;以小一个跨接在T1端子和双输出电流反射器的输入端上以产生一个直接与加到T1端子上的AGC位有关的该电流反射器的输入电流。
图7示出可对图1的可控增益放大器所作的一种改型，在此改型中电阻R5，R6和R7的T形连接代之以电阻R61，R62和R63的等效π形连接。R61的电阻等于R5和R6电阻之和;电阻R62等于R5和R7电阻之和;电阻R63等于R6和R7电阻之和。
至此已通过举出的实施例对本发明作了公开并对其原理作了解释。但是，很明显对本领域技术人员来说本发明并不限于这些实施例，本发明可包含未脱离本发明精神的各种变更和改型。例如，本文所述的实施例中用的是NPN放大晶体管，显然，本领域技术人员均知，可用PNP取代之而作出相应电路改型，或者可用场效应晶体管取代双极性晶体管，本领域技术人员亦可做出相应的电路改型。还有，其他形式的电流反射器可以取代本文所用以特殊定形式的电路。还有一个设想，就是操纵电流目的不必用传统的差动耦合对来达到，虽然其具有简单的优点，但亦可通过其他电路加以实现，这些电路把电流分裂成有可变比例的两个分量。前述在作为例子的实施例中已解释清楚的PIXIF放大器亦适合用于其他频率，如，用于基带频率等。上述以及类似的变动块被视为在下面的本发明权利要求书所规定的发明保护范围之内。
权利要求
1.一种可控增益放大器级，其特征在于包括分别具有发射电极、基极和集电极的第一和第二晶体管；用于将所述第一和第二晶体管连接成发射极耦合的差动放大器组态的装置，该装置包括用于将直流偏压加到所述的第一晶体管基极的装置，用于将所述直流偏压加到所述第二晶体管基极的装置，用于在所述第一和第二晶体管基极之间提供输入信号电压的装置，用于将所述第一和第二晶体管发射极耦合在一起的装置，和用于形成流经所述第一和第二晶体管的相同直流发射极电流的装置；第一电阻，具有第一端和第二端，该第一端被连接成使得所述第一晶体管响应于其发射极直流电流从而完全导通其集电极直流电流；第二电阻，具有第一端和第二端，该第一端被连接成使得所述第二晶体管响应于其发射极直流电流从而完全导通其集电极直流电流；用于接受一个直流工作电压以便加到所述第一和所述第二电阻的第二端上去的装置；用于至少从所述第一和第二电阻的第一端之一上，提取输出信号电压的装置；以及用于在所述第一和第二电阻的第一端之间提供一个可控导纳的装置，该所述提供可控导纳的装置包括单向导电型的第一和第二二极管，各有有分别连到所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端上的第一电极，以及具有共同接到一个控制节点上的各自的第二电极，以及向所述控制所述第一和第二二极管单向导电性的控制节点提供直流控制电流的装置，此直流控制电流之值要随一个电控制信号而调整，所述电控制信号被加到所述装置，以便通过连接所述第一电阻和所述第二电阻的第二端以外的点而提供直流控制电流。
2.如权利要求1所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中用于将所述第一晶体管和第二晶体管发射极耦合合在一起的所述装置包括第三电阻，具有接到所述第一晶体管的发射极的第一端，还有一个第二端;第四电阻，其第一端接到所述第二晶体管的发射极上，其第二端连到所述第三电阻的第二端上;以及用以在所述第三和第四电阻的第二端的互连点与接收直流参考电位的端点之间提供一个导电通道的装置。
3.如权利要求1所述的可控增益放大器级，其特征在于，所述用于将所述第一晶体管和第二晶体管发射极耦合在一起的装置包括一个连接在所述第一晶体管发射极和所述第二晶体管发射极之间的电阻;以及用以在所述第一晶体管发射极和所述第二晶体管发射极到接受直流参考电位端子之间提供同样导电通路的装置。
4.如权利要求1所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中所述用于将所述第一和第二晶体管的发射极耦合在一起的装置包括在所述第一和第二晶体管的发射极之间的一个互连点，每个发射极连接到该点均没有显著的插入阻抗;以及用以在所述互连点与接收直流参考电位的端子间提供导电通路的装置。
5.如权利要求1所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中给所述用以在第一和第二晶体管基级间提供输入信号电压的所述装置，是一种以平衡的激励方式将所述输入信号加到所述第一和第二晶体管基极的装置。
6.如权利要求1所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中所述的用于在所述第一和第二晶体管基极之间供以输入信号电压的装置，是一种以单端激励方式将所述输入信号加到所述第一和第二晶体管之一的基极上的装置。
7.如权利要求1所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中用于在所述第一和所述第二电阻的第一端之间提供一个可控导纳的所述装置包括第一和第二节点，所述第一和第二电阻的第一端在不带有显著插入阻抗的情况下分别连接到这些节点;第三和第四节点;用于向所述第三节点提供可控制的电流的装置，该可控制的电流的值由所述控制信号确定;用于从所述第四节点提取可控制的电流的装置，该可控制的电流实质等于加到所述第三节点的电流，而其值根据所述控制信号确定;彼此具有相同单向导电特性的第一和第二二极管，其各阳极接到所述第三节点，其各阴极分别接到所述第一节点和所述第二节点;以及彼此具有相同单向导电特性的第三和第四二极管，其各阴极接到所述第四节点，其各阳极分别接到所述第一节点和所述第二节点。
8.如权利要求7所述的增益可控放大器级，其特征在于，其中所述第一、第二、第三和第四二极管各包括相应的晶体管，该晶体管的发射极形成该二极管的阴极，而其互连的集电极和基极形成该二极管的阳极。
9.如权利要求7所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中所述第一晶体管的集电极在没有任何插入元件的情况下直接连到所述第一电阻的第一端，所述第二晶体管的集电极在没有任何插入元件情况下直接连到所述第二电阻的第一端。
10.如权利要求1所述的可控增益放大器，其特征在于包括响应所述控制信号以便将注入的直流偏置电流以一可控的比例分为第一部分和第二部分的电流分裂器，所述电流分裂器被接成能使所述直流偏置电流的所述第一分部能流过所述第一和第二晶体管的发射极之间的互连点。
11.如权利要求要10所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中用于在所述各第二电阻的第二端之间提供一个可控导纳的所述装置包括第一节点，所述第一电阻的第一端不经任何插入阻抗而与其相连，并且所述第一晶体管的集电极也与其相连;第二节点，所述第二电阻的第一端不经任何插入阻抗而与其相连，所述第一晶体管的集电极也与其相连;第三节点，所述电流分裂器与其相连，以使所述直流偏置电流的第二部分流经所述第三节点;在各自的第一电极和第二电极之间具有同样单向导电特性的第一和第二二极管，该两个二极管的电极中各有一个相同的电极接在所述第三节点，而且它们的另一电极分别接在所述第一节点和所述第二节点，从而该两个二极管具有的极性使得所述直流偏置电流的第二部分的分量容易流过。
12.如权利要求1所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中所述第一晶体管的集电极电流分成第一和第二部分，这是借助于第一电流分裂器，用于响应所述控制信号将所述第一晶体管的集电极电流以一可控的比例分为第一部分和第二部分，其中所述第二晶体管的集电极电流被分成第一和第二部分，这是借助于第二电流分裂器，用于响应所述控制信号将所述第二晶体管的集电极电流以所述可控的比例分成第一和第二部分，其中用于在所述第一电阻和所述第二电阻的第一端之间提供可控导纳的装置包括第一节点，所述第一电阻的第一端在无显著附加插入阻抗情况下与其相接，且所述电流分裂器与其相连，以使所述第一晶体管集电极电流的第一部分流经所述的第一节点;第二节点，所述第二电阻的第一端在无显著插入阻抗情况下与其相连，并且所述第二电流分裂器与其相连，以使所述第二晶体管集电极电流的第一部分流经所述的第二节点;第三节点，所述第一和第二电流分裂器与其相连，以使所述第一和第二晶体管集电极电流的第二部分流经所述第三节点;以及在其各第一和第二电极间具有同样单向导电特性的第一和第二二极管，这些二极管的电极中各有一个相同的电极接到所述第三节点，它们的另一个电极分别连接到所述第一节点和所述第二节点，从而该两个二极管的极性是使得所述第一晶体管和第二晶体管集电极电流的第二部分容易通过。
13.如权利要求12所述的可控制增益放大器，其特征在于，其中所述第一电流分裂器包括第三和第四晶体管，它们各自的发射极连在一起并连向所述第一晶体管的集电极，它们各自的集电极分别连到所述第一节点和所述第三节点，它们还具有各自的基极;同时，其中所述第二电流分裂器包括第五和第六晶体管，其各自的发射极连在一起并连到所述第二晶体管的集电极上，其各自的集电极分别连到所述第二节点和所述第三节点，并且其各自的基极分别连到所述第三晶体管的基极和所述第四晶体管的基极。
14.一种可控增益放大器级，其特征在于包括具有各自的发射极、基极和集电极的第一和第二晶体管;用于将所述第一晶体管和第二晶体管接成发射极耦合的差动放大器组态的装置，该装置包括用于向所述第一晶体管基极提供直流偏压的装置，用于向所述第二晶体管基极提供所述直流基极偏压的装置，用于在所述第一和第二晶体管的基极间供以输入信号电压的装置，用于将所述第一和第二晶体管的发射极耦合在一起装置，以及用于使所述第一和第二晶体管有同样的直流发射极电流的装置;第一和第二电阻，具有分别接到所述第一晶体管和第二晶体管的集电极的第一端，以及接到一个用以接收直流工作电压的端子上的第二端;第一控制电流源，此第一控制电流源的源阻抗值是处在从一个与所述第一和第二电阻的阻抗可比较的值的向上扩展的范围;用于在所述第一和所述第二电阻的第一端之间提供可控导纳的装置，所述可控导纳是根据所述控制电流而受控的，该装置包括第一和第二可变导纳装置，其各自的第一端分别连到所述第一和第二电阻的第一端上，其各自的第二端连在一起，以便从所述源那里得到所述第一控制电流。
15.如权利要求14所述的可控增益放大器，其特征在于包括与所述控制电流有同样幅度但极性相反的第二控制电流源，所述第二控制电流源阻抗值处在从一个与所述第一和第二电阻阻抗可相比的第一值延伸到与高于这些阻抗的第二值的范围之内;以及第三和第四可变导纳装置，其第一端分别接到所述第一和第二电阻的所述第一端上，其第二端连在一起，以便从所述源接受所述第二控制电流，从而提供响应于所述控制电流的另一可控导纳。
16.如权利要求15所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中所述控制电流的幅度取决于增益控制信号。
17.如权利要求14所述的可控增益放大器级，其特征在于包括电流分裂装置，该装置有一个电流输入端以接受输入电流，并有第一和第二输出端，用于将所述输入电流在所述第一和第二输出端间以可控比率分配，所述第一输出端连接到所述第一和第二晶体管的所述发射极，便使直流尾电流流过尾连线，所述第二输出端连接到所述第一和第二可变导纳装置的所述第二端以提供所述第一控制电流。
18.如权利要求17所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中所述第一控制电流的幅度取决于一个增益控制信号。
19.如权利要求14所述的可控增益放大器级，其特征在于包括第一和第二可控电流分裂器装置，它们具有各自的输入端以接收各自的输入电流，并有各自的第一和第二输出端，用于将所述输入电流在所述各自的第一和第二输出端之间以一可控比率分配，所述第一和第二晶体管的所述各集电极连到所述第一和第二电流分裂装置的分开的电流输入端上，所述第一和第二电流分裂装置的所述各自的第一输出端分别连接到所述第一和第二电阻的所述第一端上，所述第一和第二电流分裂装置的所述各第二输出端全部连接到所述第一和第二可变导纳装置的所述第二端上，以便提供所述第一控制电流。
20.如权利要求19所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中所述第一控制电流的幅度取决于一个增益控制信号。
21.一种可控增益放大器，其特征在于包括连成发射极耦合差动放大器以便响应RF信号的第一和第二晶体管，它们有有各自的集电极，用于分别提供具有各自的直流共模分量和各自的RF差模分量的集电极电流;具有第一、第二、第三和第四节点的二极管桥路负载装置，所述的第一和第二节点相对于所述第三和第四节点是平衡的，所述第一和第二节点分别连到所述的集电极之一上，所述二极管负载装置在所述第一和第二节点之间呈现为其值由所述第三与第四节点之间流过的电流所控制的一个可控阻抗;以及可变控制电流装置，包括一个连到所述第三节点的电流源输出端和一个连到所述第四节点的电流渗入输出端，所述电流源和渗入输出端提供等幅的电流。
22.如权利要求21所述的可控增益放大器级，其特征在于，其中所述二极管桥路负载装置包括第一二极管对，其各阳极连到所述第三节点，其各阴极分别接到所述第一和所述第二节点，以及包括第二二极管对，其各阴极连到所述第四节点，其各自阳极分别接到所述第一和所述第二节点。
23.一种可控增益放大器，其特征在于包括具有各自基极、发射极和集电极的第一和第二晶体管;将所述第一晶体管和所述第二晶体管连接成第一发射极耦合差动放大器组态的装置，该装置用以使所述第一和第二晶体管能从其各集电极中提供具有响应于其基极间接收的RF信号、并分别具有各自的共模直流分量和差模RF分量的集电极电流;第一可控电流分裂器，具有传导直流工作电流的输入端和第一、第二输出端，该第一、第二输出端的连接形式便于提供所述直流工作电流的第一和第二部分，所述直流工作电流是根据分别送到所述第一和第二晶体管的所述发射极的第一控制信号而定的比率而分成所述第一和第二部分的;连接在所述第二晶体管的所述集电极和所述工作电位点之间的第二电阻;第一二极管装置，具有与所述第一晶体管的所述集电极相连的第一电极，还有第二电极;第二二极管装置，具有连到所述第二晶体管的所述集电极的第一电极，还有第二电极;以及所述第一和第二二极管装置的所述第二电极之间的互连点，所述第一电流分裂器的所述第二输出端即连到该互连点。
24.一种如权利要求23所述的可控增益放大器，其前面级联另一可控增益放大器，其特征在于包括具有各自的基极、发射极和集电极的第三和第四晶体管;用以将所述第三和所述第四晶体管连成一个第二发射极耦合差动放大器组态的装置，此组态使所述第三和第四晶体管能从其各集电极中提供一个响应于第三与第四晶体管基极间所接收的RF信号并分别具有各自的共模直流分量和各自的差模RF分量的集电极电流;具有第一、第二、第三和第四节点的二极管桥路负载装置，所述第一和第二节点相对所述第三和第四节点达到平衡，所述第一节点接到所述第三晶体管的集电极，所述第二节点接到所述第四晶体管的集电极上，所述二极管桥路负载装置在所述第一和第二节点之间呈现为其值由所述第三与第四节点间流过的电流所控制的一个可控阻抗;以及可变控制电流装置，它包括一个连到所述第三节点的电流源输出端和一个连接到所述第四节点的电流渗入输出端，所述电流源和电流渗入输出端提供幅度受控于第二控制信号的等幅度的电流;一个向所述第一晶体管基极提供跟随所述第一节点电位的电位的第一电压跟随器;以及一个向所述第二晶体管基极提供跟随所述第二节点电位的电位的第二电压跟随器。
25.如权利要求24所述的可控增益放大器，其特征在于，其中所述另一可控增益放大器还包括连接在所述第三晶体管的集电极与所述工作电位点之间的第三电阻器；以及连接在所述第四晶体管的集电极与所述工作电位点之间的第四电阻器。
26.一种如权利要求23所述的可控增益放大器，前面级联另一可控增益放大器，其特征在于还包括具有各自的基极、发射极和集电极的第三和第四晶体管；用于将所述第三和第四晶体管连成一个第二发射极耦合差动放大器组态的装置，该装置用以使所述第三和第四晶体管能从其各自的集电极提供一个响应于第三和第四晶体管基极间所接收的RF信号、并分别具有各自的共模分量和各自的差模分量的集电极电流；第二可控电流分裂器，它具有一个为传导来自所述第三晶体管集电极电流而连接的输入端，并具有用于按第二控制信号所确定的比例从而分别传导来自所述第三晶体管的集电极电流的第一分部和第二分部的第一和第二输出端；第三可控电流分裂器，它有一个用于传导来自所述第四晶体管的集电极电流而连接的输入端，和有用于按所述第二控制信号所定比例从而传导来自所述第四晶体管的所述集电极电流的第一分部和第二分部的第一和第二输出端；一个第三电阻，跨接在所述工作电位点与第一节点之间，所述第二电流分裂器的第一输出端连到所述第一节点；一个第四电阻，跨接在所述工作电位点与第二节点，所述第三电流分裂器的第一输出端连到所述第二节点；具有接到所述第一节点的第一电极并具有第二电极的第三二极管装置；具有接到所述第二节点的第一电极并具有第二电极的第四二极管装置；将所述第三和第四二极管装置的所述第二电极连在一起的第三节点，所述第二和第三电流分裂器的第二输出端分别连到此第三节点上;一个第一电压跟随器，用于向所述第一晶体管基极提供一个跟随所述第一节点电位的电位;一个第二电压跟随器，用于向所述第二晶体管基极提供一个跟随所述第二节点电位的电位。
27.一种可控增益放大器，其特征在于包括具有各自的基极、发射极和集电极的第一和第二晶体管;用以将第一和第二晶体管连成一个发射极耦合差动放大器组态的装置，该第一和第二晶体管响应它们基极间接收到的RF信号，以便从它们各自的集电极提供具有各自的共模DC分量和各自的差模RF分量的集电极电流;第一可控电流分裂器，它有一个用于传导所述第一晶体管的集电极电流的输入端，和具有分别传导按一个控制信号所定比例的所述第一电流的所述第一分部和第二分部的第一和第二输出端;第二可控电流分裂器，它具有一个用于传导所述第二晶体管的集电极电流的输入端，并具有分别传导按所述控制信号所定比例的所述第二电流的所述第一分部和第二分部的第一和第二输出端;一个跨接在所述工作电位点和第一节点之间的第一电阻，所述第一电流分裂器的第一输出端接到此所述的第一节点上;一个跨接在所述工作电位点和第二节点之间的第二电阻，所述第二电流分裂器的第一输出端接到此所述第二节点上;第一二极管装置，具有连到所述第一节点的第一电极，和具有第二电极;第二二极管装置，具有连到所述第二节点的第一电极，还具有第二电极;以及所述第一和第二二极管装置的所述第二电极连在一起形成的第三节点，所述第一和第二电流分裂器的第二输出端分别接到所述的第三节点上。
28.一种电视接收机中的整套组合，其特征在于包括一个射频放大器，用以接收带有调幅边频带的射频图象载波和带有调频边频带的射频伴音，载波的电视信号，所述射频放大器是响应于相应的控制信号的增益控制放大器;一个降频变换器，用以产生一个响应于所述电视信号的中频信号第一、第二、第三和第四可控增益放大器，每个放大器都是响应于各自控制信号的电压增益可调的放大器，所述第三可控增益放大器在结构和增益控制特性上都与所述第一增益可控放大器相似，所述第四可控增益放大器在结构和增益控制特性上都与所述第二可控增益放大器相似;用于对所述电视信号的中频响应进行滤波的装置，它从包含有伴音载波及其调频边带的所述电视信号的各部分中分离出中频响应;第一IF放大器链，它对包含有伴音载波及其调频边频带的所述电视信号的各部分被分离出的中频响应产生一个放大的响应，所述第一IF放大器链包括后面级联有所述第二可控增益放大器的所述第一可控增益放大器;用于对所述电视信号的中频响应进行滤波的装置，通过所述滤波以便分离出对包含有所述图象载波及其调幅边频带的所述电视信号的各部分中频响应;第二中频放大器链，它对被分离的对于包含有图象载波及其调幅边频带的所述电视信号的各部分的中频响应产生一个放大的响应，所述第二IF放大器链包括后面级联有所述第四可控增益放大器的所述第三可控增益放大器;对主要包含有伴音载波及其调频边频带所述电视信号的各部分的放大了的中频响应进行进一步的降频变换以产生一个伴音中频频率响应的装置;用于从包含在该伴音中频频率响应的调频信号中检测伴音表述信息的装置，此装置包括用于抑制对所述用以检测伴音表述信息装置的响应以改变伴音中频响应的幅度的装置;一个视频检波器，用以对主要包含有所述图象载波及其调幅边频带的所述电视信号的各部分的放大了的中频响应进行检波，以便产生包括同步脉冲的视频信号;一个AGC检波器，用以检出包含在所述视频信号中的同步脉冲的峰值，以便产生一个自动增益控制信号;用于将所述自动增益控制信号提供给所述第二和第四可控增益放大器以便成为它们的各自的控制信号的装置;用于延迟所述自动增益控制信号的装置，其延迟量与作为第一和第三增益可控放大器的相应控制信号而加到该两个放大器上的信号延迟量相同;以及用于延迟所述自动增益控制信号以便作为相应的控制信号而加到所述RF放大器上去的装置。
全文摘要
可用作电视接收机中频(IF)放大器的可变增益放大器级，各级包括电阻性集电极负载的、接成发射极耦合差动放大器的一对晶体管。在晶体管集电极之间接有电控导纳，以可控量去旁路电阻性集电极负载从而确定该级电压增益。各可变增益放大器中电控导纳的连接不会改变发射极耦合差动放大器的工作状态，且放大器的电阻性集电极负载能随电控导纳的大小而改变。
文档编号H04N5/455GK1083998SQ93103149
公开日1994年3月16日 申请日期1993年3月20日 优先权日1992年9月8日
发明者J·R·哈福德, H·-B·李 申请人:三星电子株式会社