可变增益放大器及接收装置制造方法

可变增益放大器及接收装置制造方法
【专利摘要】第一可变增益放大器包括第一可变电导电路，该第一可变电导电路是具有作为整个电路的可变电导的电路，第二可变增益放大器包括第二可变电导电路，所述第一可变电导电路的电导的最大值比所述第二可变电导电路的电导的最大值要高，在所述第一可变电导电路的输出电流比所述第二可变电导电路的输出电流要小时，使包括所述第一可变电导电路的第一可变电流源所输出的电流(I1)急剧下降。
【专利说明】可变增益放大器及接收装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及可变增益放大器，尤其涉及集成在半导体集成电路上并用于自动控制增益的可变增益放大器。
【背景技术】
[0002]在半导体集成电路中进行使用并能控制增益的可变增益放大器例如被用在包括对数字卫星广播进行接收的接收装置的半导体集成电路中。
[0003]图5是现有的接收装置101的框图。接收装置101是一般的直接转换型接收装置，其使用半导体来集成电路化。
[0004][接收装置101]
[0005](接收装置101的结构)
[0006]图5的接收装置101设有接收信号的输入端子102、及输出端子109。此外，接收装置101包括:高频可变增益放大器103 ;频率转换器(混频器)104 ;低频可变增益放大器105 ;低通滤波器106 ;输出放大器107 ；以及本振信号生成器(局部信号生成器)108。而且，接收装置101包括:输出信号电平检测电路110 ;第一增益控制电路111 ;以及第二增益控制电路112。
[0007]在图5的接收装置101中，与接收装置101相连接的天线160的输出经由输入端子102与高频可变增益放大器103的输入相连接。高频可变增益放大器103的输出与频率转换器104的第一输入相连接。本振信号生成器108的输出与频率转换器104的第二输入相连接。
[0008]频率转换器104的输出与低频可变增益放大器105的输入相连接。低频可变增益放大器105的输出与低通滤波器106的输入相连接。低通滤波器106的输出与输出放大器107的输入相连接。
[0009]输出放大器107的输出与输出端子109、输出信号电平检测电路110的输入相连接。输出信号电平检测电路110的输出与第一增益控制电路111的输入、第二增益控制电路112的输入相连接。
[0010]第一增益控制电路111的第一输出与高频可变增益放大器103的第一控制输入相连接。第一增益控制电路111的第二输出与高频可变增益放大器103的第二控制输入相连接。第二增益控制电路112的第一输出与低频可变增益放大器105的第一控制输入相连接。而且，第二增益控制电路112的第二输出与低频可变增益放大器105的第二控制输入相连接。
[0011]高频可变增益放大器103是与利用频率转换器104进行频率转换之前的、频率较高的信号相对应的高频可变增益放大器。
[0012]低频可变增益放大器105是与利用频率转换器104进行频率转换之后的、频率较低的信号相对应的低频可变增益放大器。
[0013]第一增益控制电路111将对高频可变增益放大器103所包括的第一分配电路的FET的导通/断开进行控制的信号即FET控制信号Sc-1输出到高频可变增益放大器103的第一控制输入。此外，第一增益控制电路111将对高频可变增益放大器103所包括的可变电流源的输出电流的大小进行控制的电压即控制电压Vc输出到高频可变增益放大器103的第二控制输入。FET控制信号Sc-1及控制电压Vc构成第一增益控制信号。
[0014]第二增益控制电路112将对低频可变增益放大器105所包括的第一分配电路的FET的导通/断开进行控制的信号即FET控制信号Sc-2输出到低频可变增益放大器105的第一控制输入。此外，第二增益控制电路112将对低频可变增益放大器105所包括的可变电流源的输出电流的大小进行控制的电压即控制电压Vc输出到高频可变增益放大器103的第二控制输入。FET控制信号Sc-2及控制电压Vc构成第二增益控制信号。
[0015](接收装置101的动作)
[0016]图5的接收装置101中，天线160进行接收的信号，即经由输入端子102输入到高频可变增益放大器103中的接收信号通过高频可变增益放大器103进行放大或进行衰减。
[0017]高频可变增益放大器103的输出信号输入到频率转换器104的第一输入。频率转换器104通过从本振信号生成器108输出并输入到频率转换器104的第二输入中的本振信号(局部信号)来对输入到第一输入中的信号进行频率转换。在进行了频率转换之后的频率较低的信号被作为频率转换器104的输出信号输入到低频可变增益放大器105。
[0018]低频可变增益放大器105通过从第二增益控制电路112输出的第二增益控制信号对增益进行增减。由此，利用低频可变增益放大器105对输入到低频可变增益放大器105中的信号进行放大或进行衰减。因此，从低频可变增益放大器105输出的信号的信号电平成为规定的第一电平。
[0019]低频可变增益放大器105的输出信号输出到低通滤波器106。低通滤波器106对低频可变增益放大器105的输出信号中的高频分量进行衰减，并将高频分量衰减之后的信号输出到输出放大器107。
[0020]输出放大器107对低通滤波器106的输出信号进行放大，并生成输出放大器107的输出信号。输出放大器107的输出信号经由输出端子109输出到接收装置101的外部，并且输出到输出信号电平检测电路110。
[0021]输出信号电平检测电路110利用输入进来的输出放大器107的输出信号，来对输出放大器107的输出信号的信号电平即规定的第二电平进行检测。该第二电平由于通过输出放大器107进行了放大，因此，比低频可变增益放大器105的输出信号的信号电平即上述
第一电平要高。
[0022]输出信号电平检测电路110在第二电平的检测之后，将指示信号S-order输出到第一增益控制电路111。指示信号s-order是与第二电平相对应的信号，也是进行指示以生成对高频可变增益放大器103的增益进行控制所需的信号及电压的信号。
[0023]此外，输出信号电平检测电路110在第二电平的检测之后将指示信号S-order输出到第二增益控制电路112。指示信号S-order是与第二电平相对应的信号，也是进行指示以生成对低频可变增益放大器105的增益进行控制所需的信号及电压的信号。
[0024]指示信号S-order从输出信号电平检测电路110输入到第一增益控制电路111。由此，第一增益控制电路111生成FET控制信号Sc-1并输出到高频可变增益放大器103的第一控制输入，且生成控制电压Vc并输出到高频可变增益放大器103的第二控制输入。由此，能对高频可变增益放大器103的增益进行控制(进行增减)。
[0025]同样，将指示信号S-order从输出信号电平检测电路110输入到第二增益控制电路112。由此，第二增益控制电路112生成FET控制信号Sc-2并输出到低频可变增益放大器105的第一控制输入,且生成控制电压Vc并输出到低频可变增益放大器105的第二控制输入。由此，能对低频可变增益放大器105的增益进行控制(进行增减)。
[0026]如上所述，图5的接收装置101中，利用输出信号电平检测电路110、第一增益控制电路111、及第二增益控制电路112对高频可变增益放大器103的增益和低频可变增益放大器105的增益进行反馈控制。由此，能将经由输出端子109输出到接收装置101的外部的输出信号的信号电平的最大电平设为第二电平。
[0027]此处，考虑输入到高频可变增益放大器103中的信号的信号电平较低的情况。在此情况下，图5的接收装置101整体而言需要较低的NF(noise figure:噪声指数)。
[0028]在输入信号电平较低的情况下，S卩，在需要较高增益的情况下，只要降低高频可变增益放大器103的NF即可。这是由于，整个接收装置101的NF与高频可变增益放大器103的NF大致相等，因此，如果确定了高频可变增益放大器103的NF，就能基本确定整个接收装置101的NF。
[0029]此外，在输入信号电平较高的情况下，图5的接收装置101整体而言需要较高的线性。
[0030]在输入信号电平较高的情况下，S卩，在需要较低增益的情况下，只要提高高频可变增益放大器103的线性即可。这是由于，整个接收装置101的线性与高频可变增益放大器103的线性大致相等，因此，如果确定了高频可变增益放大器103的线性，就能基本确定整个接收装置101的线性。
[0031]如上所述，考虑设计成能同时应对输入到高频可变增益放大器103中的信号的信号电平较低、以及输入到高频可变增益放大器103中的信号的信号电平较高这两种的情况的情况。在此情况下，对高频可变增益放大器103而言，同时要求增益较高时较低的NF、以及增益较低时较高的线性。
[0032]而且，为了实现反馈控制带来的稳定的动作，需要使高频可变增益放大器103和低频可变增益放大器105的增益变化为“单调且连续”(或者使不连续足够小)。
[0033]此处，示出了单调且连续的增益变化的三个示例。
[0034]作为第一例，在高频可变增益放大器103的输入信号的信号电平与高频可变增益放大器103的增益成正比的情况、或者成反比的情况下，可以说是单调且连续的增益变化。
[0035]同样，在低频可变增益放大器105的输入信号的信号电平与低频可变增益放大器105的增益成正比的情况、或者成反比的情况下，可以说是单调且连续的增益变化。
[0036]作为第二例，在高频可变增益放大器103的增益相对于高频可变增益放大器103的输入信号的信号电平的变化以一次函数进行变化的情况、或者以二次函数进行变化的情况下，可以说是单调且连续的增益变化。
[0037]同样，在低频可变增益放大器105的增益相对于低频可变增益放大器105的输入信号的信号电平的变化以一次函数进行变化的情况、或者以二次函数进行变化的情况下，可以说是单调且连续的增益变化。
[0038]不过，在以二次函数进行变化的情况下，要求变量的符号不发生变化。[0039]作为第三例，在高频可变增益放大器103的增益相对于高频可变增益放大器103的输入信号的信号电平的变化以指数函数进行变化的情况、或者以对数函数进行变化的情况下，可以说是单调且连续的增益变化。
[0040]同样，在低频可变增益放大器105的增益相对于低频可变增益放大器105的输入信号的信号电平的变化以指数函数进行变化的情况、或者以对数函数进行变化的情况下，可以说是单调且连续的增益变化。
[0041]不过，本发明中所谓的“单调且连续”并不限于有关增益变化的上述第一例?第三例。另外，即使是无法单纯地进行数学式化的变化，只要输出电压信号V相对于控制电压Vc的变化不会反转且以模拟的方式连续地进行变化，就可以作为“单调且连续”地进行变化的情况。
[0042]上述无法单纯地进行数学式化的变化表示为图7的(C)、(f)的输出电压信号V、以及图1的(c)、(f)、(i)、(I)、(ο)的输出电压信号V。对于图7及图1在后面进行叙述。
[0043]专利文献I中公开了以下情况:高频可变增益放大器(图5的高频可变增益放大器103)能实现增益较高时较低的NF、增益较低时较高的线性、以及单调且连续的增益变化。专利文献I中公开了以下情况:可变增益放大器包括多个可变增益放大器，对多个可变增益放大器的增益分阶段地进行控制。
[0044]此外，专利文献I中还公开了以下情况:可变增益放大器包括多个可变Gm电路(可变电导电路)，对多个可变Gm电路的电导分阶段地进行控制。
[0045]现有技术文献
[0046]专利文献
[0047]专利文献1:日本公开专利公报“特开2002-252532号公报(2002年09月06日公开)，，

【发明内容】

[0048]发明所要解决的技术问题
[0049]如上所述，专利文献I的可变增益放大器包括多个可变Gm电路，并使多个可变Gm电路并联连接，对多个可变Gm电路的电导分阶段地进行控制。由此，能实现增益较高时较低的NF、增益较低时较高的线性、以及单调且连续的增益变化。
[0050]然而，始终使多个可变Gm电路动作会导致耗电量的增大。
[0051]因此，可以考虑停止多个可变Gm电路内对增益的确定不起主要作用的可变Gm电路的动作，从而抑制耗电量的增大。
[0052]另外，关于对增益的确定不起主要作用的可变Gm电路，即使使用该可变Gm电路进行增益变化，整个可变增益放大器的增益也不会产生较大变化。
[0053]然而，若在增益转换的点上使可变Gm电路的偏置电流导通、断开，则增益变化可能会不单调(或者增益变化可能会不连续)。
[0054]为了防止增益变化变得不单调、以及增益变化变得不连续，使可变Gm电路的偏置电流逐渐地(平稳地)变化。由此，可以考虑逐渐减小(或者逐渐增加)从可变增益放大器输出到外部的电流。
[0055]然而，在使用CMOS 晶体管(Complementary Metal-Oxide-Semiconductortransistor:互补金属氧化膜半导体晶体管)的可变Gm电路中，若使偏置电流逐渐变化，则会产生以下的问题。即，在偏置电流较小的区域中，整个可变增益放大器的线性会发生恶化。
[0056]以下使用图6对整个可变增益放大器的线性的恶化进行说明。图6是将两个可变Gm电路进行并联连接而构成的现有的可变增益放大器113的电路图。图5的接收装置101的高频可变增益放大器103包括图6的第一可变Gm电路144。同样，图5的接收装置101的低频可变增益放大器105包括图6的第二可变Gm电路145。
[0057][可变增益放大器113]
[0058](可变增益放大器113的结构)
[0059]在图6的可变增益放大器113中设有信号输入端子114、电源端子115、指示信号输入端子116、以及电压信号输出端子117。
[0060]此夕卜，图6的可变增益放大器113中，信号输入端子114由一信号输入端子114a和另一信号输入端子114b所构成。而且，电压信号输出端子117由一电压信号输出端子117a和另一电压信号输出端子117b所构成。
[0061]而且,可变增益放大器113包括控制电路118、FET(field_effect transistor:场效应晶体管)119?130、可变电流源131、132、以及直流电压源150。
[0062]而且，负载133的一端与一电压信号输出端子117a相连接，另一端与直流电压源150的输出相连接。同样，负载134的一端与另一电压信号输出端子117b相连接,另一端与直流电压源150的输出相连接。
[0063]另外，FET119、120构成第一 Gm 电路 136。FET125、126 构成第二 Gm 电路 138。FET121?124构成第一分配电路137。FET127?130构成第二分配电路139。
[0064]此外，可变电流源131、第一 Gm电路136、及第一分配电路137构成第一可变Gm电路144。同样，可变电流源132、第二 Gm电路138、及第二分配电路139构成第二可变Gm电路 145。
[0065]在图6的可变增益放大器113中，一信号输入端子114a与FETl 19的栅极、FET125的栅极相连接。另一信号输入端子114b与FET120的栅极、FET126的栅极相连接。
[0066]FETl 19的源极和FET120的源极与可变电流源131的输入相连接。FET125的源极和FET126的源极与可变电流源132的输入相连接。
[0067]FETl 19的漏极与FET121的源极、FET122的源极相连接。FET120的漏极与FET123的源极、FET124的源极相连接。FET125的漏极与FET127的源极、FET128的源极相连接。FET126的漏极与FET129的源极、FET130的源极相连接。
[0068]FET121的漏极与FET127的漏极、一电压信号输出端子117a、负载133的一端相连接。FET124的漏极与FET130的漏极、另一电压信号输出端子117b、负载134的一端相连接。
[0069]FET122的漏极、FET123的漏极、FET128的漏极、FET129的漏极、负载133的另一端、以及负载134的另一端经由电源端子115与直流电压源150的输出相连接。
[0070]控制电路118的第一输出与可变电流源131的控制输入相连接。控制电路118的第二输出与可变电流源132的控制输入相连接。
[0071]控制电路118的第三输出与FET121的栅极、FET124的栅极相连接。控制电路118的第四输出与FET122的栅极、FET123的栅极相连接。[0072]控制电路118的第五输出与FET127的栅极、FET130的栅极相连接。控制电路118的第六输出与FET128的栅极、FET129的栅极相连接。
[0073]并且，可变电流源131的输出、可变电流源132的输出、以及直流电压源150的输入进行电接地。
[0074](可变增益放大器113的动作)
[0075]在图6的可变增益放大器113中，指示信号S-order输入到控制电路118的指示信号输入端子116中。指示信号S-order是进行指示以生成对高频可变增益放大器103的增益和低频可变增益放大器105的增益进行控制所需的信号及电压的信号。
[0076]控制电路118通过生成以下各控制信号来对输入各控制信号的对象进行控制。
[0077]第一步，控制电路118通过输入上述指示信号来生成控制电压Vc。然后，控制电路118将本身所生成的控制电压Vc输出到可变电流源131的控制输入、及可变电流源132的控制输入。
[0078]根据控制电压Vc的大小对可变电流源131所输出的电流、即作为第一可变Gm电路144的偏置电流的电流Il的大小进行控制。同样，根据控制电压Vc的大小对可变电流源132所输出的电流、即作为第二可变Gm电路145的偏置电流的电流12的大小进行控制。
[0079]第二步，控制电路118通过输入上述指示信号，从控制电路118的第三输出将FET控制信号Sc-1a进行输出，且从控制电路118的第四输出将FET控制信号Sc-1b进行输出。FET控制信号Sc-1a及FET控制信号Sc-1b构成FET控制信号Sc-1。
[0080]第三步，控制电路118通过输入上述指示信号，从控制电路118的第五输出将FET控制信号Sc-2a进行输出，且从控制电路118的第六输出将FET控制信号Sc_2b进行输出。FET控制信号Sc-2a及FET控制信号Sc_2b构成FET控制信号Sc_2。
[0081]而且，在第一分配电路137中，根据FET控制信号Sc-1a来使FET121、124导通/断开。同样，在第一分配电路137中，根据FET控制信号Sc-1b来使FET122、123导通/断开。
[0082]由此，进行分配以使输出电流信号1-outl、1-out2经由负载133、134流到第一可变Gm电路144，或者使输出电流信号1-outl、1-out2不经由负载133、134流到第一可变Gm电路44。
[0083]在输出电流信号1-outl及输出电流信号I_out2不流到第一可变Gm电路144的情况下，电流按照以下的路径进行流动。即，电流按照直流电压源150的输出—FET122 — FET119 —可变电流源131 — GND的路径、以及直流电压源150的输出—FET123 — FET120 —可变电流源131 — GND的路径流动。
[0084]而且，在第二分配电路139中，根据FET控制信号Sc_2a来使FET127、130导通/断开。同样，在第二分配电路139中，根据FET控制信号Sc-2b来使FET128、129导通/断开。
[0085]由此，进行分配以使输出电流信号1-outl、1-out2经由负载133、134流到第二可变Gm电路45，或者使输出电流信号1-outl、I_out2不经由负载133、134流到第二可变Gm电路45。
[0086]在输出电流信号1-outl及输出电流信号I_out2不流到第一可变Gm电路145的情况下，电流按照以下的路径进行流动。即，电流按照直流电压源150的输出—FET128 —FET125—可变电流源132 —GND的路径、以及直流电压源150的输出—FET129 — FET126 —可变电流源132 — GND的路径流动。
[0087]而且，图6的可变增益放大器113中，作为电压信号的输入信号Vin输入到一信号输入端子114a与另一信号输入端子114b之间。通过输入信号Vin对第一 Gm电路136和第二 Gm电路138所具有的FET的导通/断开进行控制。
[0088]由此，流到第一 Gm电路136的电流的值、以及流到第二 Gm电路138的电流的值得到确定，因此，流到第一可变Gm电路144的电流的值、以及流到第二可变Gm电路145的电流的值得到确定
[0089]此处,使第一可变Gm电路144的最大Gm比第二可变Gm电路145的最大Gm要低。
[0090]基于图7的曲线图对如此构成的可变增益放大器113的动作进行说明。
[0091]图7是现有的可变增益放大器113的动作的说明图，图7的(a)?(f)是表示现有的可变增益放大器113的动作的曲线图。
[0092]图7的(a)、(d)是表示可变电流源131、132所输出的电流I1、I2相对于输入到可变电流源131、132的控制输入的控制电压Vc的变化的曲线图。
[0093]图7的(b)、(e)是表不输出电流信号I_outl及输出电流信号I_out2相对于输入到可变电流源131、132的控制输入中的控制电压Vc的变化的曲线图。在图7的(b)、(e)中，虚线表示流到负载133的电流即输出电流信号1-outl，单点划线表示流到负载134的电流即输出电流信号I_out2。
[0094]图7的(c)、(f)是表不可变增益放大器113的输出电压信号V相对于输入到可变电流源131、132的控制输入中的控制电压Vc的变化的曲线图。输出电压信号V就是从图6的电压信号输出端子117输出的信号。
[0095]图7的(b)是表示在如图7(a)所示的不使可变电流源131、132导通/断开的情况下、输出电流信号1-outl及输出电流信号I_out2相对于控制电压Vc的变化。图7的(c)是表示在如图7(a)所示的不使可变电流源131、132导通/断开的情况下、输出电压信号V相对于控制电压Vc的变化。
[0096]考虑现有的可变增益放大器113进行图7的(a)?(C)所示的动作的情况。在此情况下，在增益的控制过程中不会产生不连续的点。因此，输出电压信号V被控制成单调且连续。
[0097]然而，由于使可变电流源131、132始终处于导通状态，因此，会导致耗电量增加。
[0098]此外，考虑电源电压(直流电压源50的输出电压)不是足够高、并使用电阻那样会产生直流电压下降的元件来作为负载133、134的情况。在此情况下，在增益最大时(即，输出电压信号V最大时)，输出电流信号1-outl及输出电流信号I_out2均为最大,动作点成为不合适的动作点。
[0099]另外，在输出电流信号1-outl及输出电流信号I_out2均为最大时，即，第一可变Gm电路144及第二可变Gm电路145的输出电流均为最大。
[0100]接下来，考虑如图7的⑷所示、使电流I1、12逐渐变化的情况。在此情况下，图7的(e)示出了输出电流信号1-outl及输出电流信号I_out2相对于控制电压Vc的变化，图7的(f)示出了输出电压信号V相对于控制电压Vc的变化。
[0101]由于使电流I1、12逐渐变化，因此，不会使可变电流源131、132始终导通，能防止耗电量的增加。而且，在增益最大时，输出电流信号1-outl及输出电流信号I_out2不是均为最大，因此，能获得合适的动作点来作为动作点。而且，与不对可变电流源131、132进行导通/断开的情况相比，能降低最小增益(即，能减小输出电压信号V的最小值)。
[0102]然而，在使电流11、12逐渐变化的过程中，电流11、12在最小值附近，因此，会产生使第一 Gm电路136、及第二 Gm电路138在较小的偏置电流下进行动作的状况。由第一 Gm电路136与第二 Gm电路138之间的互调失真頂3、頂2等所示的、可变增益放大器113的线性随之而恶化。
[0103]另外，考虑第一电流分配电路137中的从输入到输出的路径与第二电流分配电路139中的从输入到输出的路径充分分离的情况。在此情况下，在电压信号输出端子117中不会出现由上述互调失真頂3、IM2等表示的非线性分量。
[0104]然而，考虑在第一电流分配电路137和第二电流分配电路139中使用CMOS晶体管的情况。在此情况下，难以将第一电流分配电路137中的从输入到输出的路径与第二电流分配电路139中的从输入到输出的路径之间完全进行分离。
[0105]本发明是有鉴于上述现有的技术问题而完成的，其目的在于提供一种能防止线性的恶化和耗电量增大的可变增益放大器。
[0106]解决技术问题所采用的技术方案
[0107]为了解决上述技术问题，本发明的可变增益放大器的特征在于，包括:第一及第二可变增益放大器；以及控制电路，该控制电路将控制所述第一可变增益放大器的增益的信号即第一增益控制信号输出到所述第一可变增益放大器，并且将控制所述第二可变增益放大器的增益的信号即第二增益控制信号输出到所述第二可变增益放大器，所述第一可变增益放大器包括第一可变电导电路，该第一可变电导电路是具有作为整个电路的可变电导的电路，所述第二可变增益放大器包括第二可变电导电路，该第二可变电导电路是具有作为整个电路的可变电导的电路，所述第一可变电导电路的电导的最大值比所述第二可变电导电路的电导的最大值要高，在所述第一可变电导电路的输出电流比所述第二可变电导电路的输出电流足够小时，所述控制电路使包括所述第一可变电导电路的第一可变电流源所输出的电流急剧下降。
[0108]根据上述发明，上述第一可变电导电路断开之前的、上述第二可变电导电路的输出电流与上述第一可变电导电路断开之时的、上述第一可变电导电路的输出电流相比较小(优选为足够小)。
[0109]在此状态下、即在上述第二可变电导电路的输出电流与上述第一可变电导电路的输出电流相比较小的状态下，断开上述第一可变电流源而使上述第一可变电流源的输出电流急剧下降，并且使上述第一可变电导电路断开。
[0110]由此，上述第一可变电导电路不会在较小的偏置电流下进行动作。因此，能在不发生线性恶化的状态下使上述可变增益放大器进行动作。
[0111]此外，使上述第一可变电流源的输出电流急剧下降时的增益的不连续足够小。因此，能使增益变化的不连续也足够小。
[0112]而且，使上述第一可变电流源的输出电流在恰当的时刻急剧下降。因此，能防止因始终使上述第一可变电流源动作而引起的耗电量的增大。
[0113]因此，能提供一种能防止线性恶化和耗电量增大的可变增益放大器。[0114]发明的效果
[0115]如上所述，本发明的可变增益放大器包括:第一及第二可变增益放大器；以及控制电路，该控制电路将控制所述第一可变增益放大器的增益的信号即第一增益控制信号输出到所述第一可变增益放大器，并且将控制所述第二可变增益放大器的增益的信号即第二增益控制信号输出到所述第二可变增益放大器，所述第一可变增益放大器包括第一可变电导电路，该第一可变电导电路是具有作为整个电路的可变电导的电路，所述第二可变增益放大器包括第二可变电导电路，该第二可变电导电路是具有作为整个电路的可变电导的电路，所述第一可变电导电路的电导的最大值比所述第二可变电导电路的电导的最大值要高，在所述第一可变电导电路的输出电流比所述第二可变电导电路的输出电流足够小时，所述控制电路使包括所述第一可变电导电路的第一可变电流源所输出的电流急剧下降。
[0116]因此，起到提供一种能防止线性恶化和耗电量增大的可变增益放大器这样的效果O
【专利附图】

【附图说明】
[0117]图1是本发明的实施方式所涉及的可变增益放大器的动作的说明图，图1的(a)?(f)是表示现有的可变增益放大器的动作的曲线图，图1的(g)?(O)是表示本发明的实施方式所涉及的可变增益放大器的动作的曲线图。
[0118]图2是本发明的实施方式所涉及的接收装置的框图。
[0119]图3是本发明的实施方式所涉及的可变增益放大器的框图。
[0120]图4是本发明的实施方式所涉及的可变增益放大器的电路图。
[0121]图5是现有的接收装置的框图。
[0122]图6是现有的可变增益放大器的电路图。
[0123]图7是现有的可变增益放大器的动作的说明图，图7的(a)?(f)是表示现有的可变增益放大器的动作的曲线图。
【具体实施方式】
[0124]以下，基于图1?图4对本发明的一实施方式进行说明。首先，使用图2对本实施方式所涉及的接收装置I进行说明。图2是本实施方式所涉及的接收装置I的框图。接收装置I是直接转换型接收装置，其使用半导体进行集成电路化而成。
[0125][接收装置I]
[0126](接收装置I的结构)
[0127]图2的接收装置I设有接收信号的输入端子2、及输出端子9。此外，接收装置I包括:高频可变增益放大器3 ;频率转换器(混频器)4 ;低频可变增益放大器5 ;低通滤波器6 ;输出放大器7 ;本振信号生成器(局部信号生成器)8。而且,接收装置I包括:输出信号电平检测电路10 ;第一增益控制电路11 ;以及第二增益控制电路12。
[0128]在图2的接收装置I中，与接收装置I相连接的天线60的输出经由输入端子2与高频可变增益放大器3的输入相连接。高频可变增益放大器3的输出与频率转换器4的第一输入相连接。本地信号生成器8的输出与频率转换器4的第二输入相连接。
[0129]频率转换器4的输出与低频可变增益放大器5的输入相连接。低频可变增益放大器5的输出与低通滤波器6的输入相连接。低通滤波器6的输出与输出放大器7的输入相连接。
[0130]输出放大器7的输出与输出端子9、输出信号电平检测电路10的输入相连接。输出信号电平检测电路10的输出与第一增益控制电路11的输入、第二增益控制电路12的输入相连接。
[0131]第一增益控制电路11的第一输出与高频可变增益放大器3的第一控制输入相连接。第一增益控制电路11的第二输出与高频可变增益放大器3的第二控制输入相连接。第二增益控制电路12的第一输出与低频可变增益放大器5的第一控制输入相连接。而且,第二增益控制电路12的第二输出与低频可变增益放大器5的第二控制输入相连接。
[0132]高频可变增益放大器3是与利用频率转换器4进行频率转换之前的、频率较高的信号相对应的高频可变增益放大器。
[0133]低频可变增益放大器5是与利用频率转换器4进行频率转换之后的、频率较低的信号相对应的低频可变增益放大器。
[0134]第一增益控制电路11将对高频可变增益放大器3所包括的第一分配电路的FET的导通/断开进行控制的信号即FET控制信号Sc-1输出到高频可变增益放大器3的第一控制输入。此外，第一增益控制电路11将对高频可变增益放大器3所包括的可变电流源的输出电流的大小进行控制的电压即控制电压Vc输出到高频可变增益放大器3的第二控制输入。FET控制信号Sc-1及控制电压Vc构成第一增益控制信号。
[0135]第二增益控制电路12将对低频可变增益放大器5所包括的第一分配电路的FET的导通/断开进行控制的信号即FET控制信号Sc-2输出到低频可变增益放大器5的第一控制输入。此外，第二增益控制电路12将对低频可变增益放大器5所包括的可变电流源的输出电流的大小进行控制的电压即控制电压Vc输出到低频可变增益放大器5的第二控制输入。FET控制信号Sc-2及控制电压Vc构成第二增益控制信号。
[0136](接收装置I的动作)
[0137]图2的接收装置I中，天线60进行接收的信号，即经由输入端子2输入到高频可变增益放大器3中的接收信号利用高频可变增益放大器3进行放大或进行衰减。
[0138]高频可变增益放大器3的输出信号输入到频率转换器4的第一输入。频率转换器4通过从本振信号生成器8输出并输入到频率转换器4的第二输入中的本振信号(局部信号)对输入到第一输入中的信号进行频率转换。进行了频率转换之后的频率较低的信号被作为频率转换器4的输出信号输入到低频可变增益放大器5中。
[0139]低频可变增益放大器5通过从第二增益控制电路12输出的第二增益控制信号对增益进行增减。由此，利用低频可变增益放大器5对输入到低频可变增益放大器5中的信号进行放大或进行衰减。因此，从低频可变增益放大器5输出的信号的信号电平成为规定的第一电平。
[0140]低频可变增益放大器5的输出信号输出到低通滤波器6。低通滤波器6对低频可变增益放大器5的输出信号中的高频分量进行衰减，并将高频分量衰减之后的信号输出到输出放大器7。
[0141]输出放大器7对低通滤波器6的输出信号进行放大,并生成输出放大器7的输出信号。输出放大器7的输出信号经由输出端子9输出到接收装置I的外部，并且输出到输出信号电平检测电路10。
[0142]输出信号电平检测电路10通过所输入的输出放大器7的输出信号,从而对输出放大器7的输出信号的信号电平即规定的第二电平进行检测。该第二电平由于利用输出放大器7进行了放大，因此，比低频可变增益放大器5的输出信号的信号电平即上述第一电平要闻。
[0143]输出信号电平检测电路10在第二电平的检测之后，将与第二电平相对应的信号、也就是进行指示以生成对高频可变增益放大器3的增益进行控制所需的信号及电压的信号、即指示信号S-order输出到第一增益控制电路11。此外，输出信号电平检测电路10在第二电平检测之后，将与第二电平相对应的信号、也就是进行指示以生成对低频可变增益放大器5的增益进行控制所需的信号及电压的信号、即指示信号S-order输出到第二增益控制电路12。
[0144]指示信号S-order从输出信号电平检测电路10输入到第一增益控制电路11。由此，第一增益控制电路11生成FET控制信号Sc-1并输出到高频可变增益放大器3的第一控制输入，且生成控制电压Vc并输出到高频可变增益放大器3的第二控制输入。由此，能对高频可变增益放大器3的增益进行控制(进行增减)。
[0145]同样，将指示信号S-order从输出信号电平检测电路10输出到第二增益控制电路12中。由此，第二增益控制电路12生成FET控制信号Sc-2并输出到低频可变增益放大器5的第一控制输入，且生成控制电压Vc并输出到低频可变增益放大器5的第二控制输入。由此，能对低频可变增益放大器5的增益进行控制(进行增减)。
[0146]如上所述，图2的接收装置I中，利用输出信号电平检测电路10、第一增益控制电路11、及第二增益控制电路12对高频可变增益放大器3的增益和低频可变增益放大器5的增益进行反馈控制。由此，能将经由输出端子9输出到接收装置I的外部的输出信号的信号电平的最大电平设为第二电平。
[0147]本实施方式中的接收装置I包括以下任一个可变增益放大器13，因此，能防止线性的恶化和耗电量的增大。
[0148][可变增益放大器13]
[0149]此处，使用图1、图3、图4对本实施方式中的可变增益放大器13进行如下说明。图2的接收装置I的高频可变增益放大器3 (第一可变增益放大器)包括图3、图4的第一可变Gm电路(第一可变电导电路)44。同样，图2的接收装置I的低频可变增益放大器5 (第二可变增益放大器)包括图3、图4的第二可变Gm电路(第二可变电导电路)45。
[0150]第一可变Gm电路44及第二可变Gm电路45是具有作为整个电路的可变Gm (可变电导)的电路。本实施方式中的Gm表示跨导。
[0151](可变增益放大器13的框图)
[0152]图3是本实施方式所涉及的可变增益放大器13的框图。在图3的可变增益放大器13中设有信号输入端子14、电源端子15、指示信号输入端子16、以及电压信号输出端子17。
[0153]此夕卜，图3的可变增益放大器13中，电压信号输出端子17由一电压信号输出端子17a和另一电压信号输出端子17b所构成。
[0154]而且，可变增益放大器13包括:控制电路18、可变电流源31 (第一可变电流源)、可变电流源32(第二可变电流源)。而且，可变增益放大器13包括第一 Gm电路(第一电导电路)36、第一分配电路37、第二 Gm电路(第二电导电路)38、第二分配电路39、负载电路
40、及直流电压源50。
[0155]而且，可变电流源31、第一 Gm电路36、及第一分配电路37构成第一可变Gm电路
44。同样，可变电流源32、第二 Gm电路38、及第二分配电路39构成第二可变Gm电路45。
[0156]另外，图3的两个箭头分别表示第一可变Gm电路44的输出电流和第二可变Gm电路45的输出电流。
[0157]在图3的可变增益放大器13中，信号输入端子14与第一 Gm电路36的控制输入和第二 Gm电路38的控制输入相连接。
[0158]第一 Gm电路36的输出与可变电流源31的输入相连接。第二 Gm电路38的输出与可变电流源32的输入相连接。
[0159]第一分配电路37的输出与第一 Gm电路36的输入相连接。第二分配电路39的输出与第二 Gm电路38的输入相连接。
[0160]第一分配电路37的输入与负载电路40的第一输出和一电压信号输出端子17a相连接。第二分配电路39的输入与负载电路40的第二输出和另一电压信号输出端子17b相连接。
[0161]负载电路40的第一输入和负载电路40的第一输入经由电源端子15与直流电压源50的输出相连接。
[0162]控制电路18的第一输出与可变电流源31的控制输入相连接。控制电路18的第二输出与可变电流源32的控制输入相连接。
[0163]控制电路18的第三输出与第一分配电路37的第一控制输入相连接。控制电路18的第四输出与第一分配电路37的第二控制输入相连接。
[0164]控制电路18的第五输出与第二分配电路39的第一控制输入相连接。控制电路18的第六输出与第二分配电路39的第二控制输入相连接。
[0165]然后，可变电流源31的输出、可变电流源32的输出、以及直流电压源50的输入进行电接地。
[0166](可变增益放大器13的电路图)
[0167]图4是本实施方式所涉及的可变增益放大器13的电路图。图2的接收装置I的高频可变增益放大器3包括图4的第一可变Gm电路44。同样，图2的接收装置I的低频可变增益放大器5包括图4的第二可变Gm电路45。
[0168]在图4的可变增益放大器13中设有信号输入端子14、电源端子15、指示信号输入端子16、以及电压信号输出端子17。
[0169]此外，图4的可变增益放大器13中，信号输入端子14由一信号输入端子14a和另一信号输入端子14b所构成。而且，电压信号输出端子17由一电压信号输出端子17a和另一电压信号输出端子17b所构成。
[0170]而且,可变增益放大器13包括控制电路18、FET(field_effect transistor:场效应晶体管、第一 FET?第十二 FET) 19?30、可变电流源31、32、以及直流电压源50。
[0171]而且，负载33 (第一负载)的一端与一电压信号输出端子17a相连接,另一端与直流电压源50的输出相连接。同样，负载34(第二负载)的一端与另一电压信号输出端子17b相连接，另一端与直流电压源50的输出相连接。
[0172]负载33、34是差动对的负载。在负载33、34为电阻的情况下，负载33的电阻值与负载34的电阻值相等。此外，负载33、34并不限于电阻。在考虑信号的高频分量的情况下，使用以下元件作为负载33、34，这些元件包括:(1)电感器；(2)将电感器与电阻串联连接而成的元件；或者(3)将电感器与电阻并联连接而成的元件。通过将上述(I)?(3)用作负载33、34，能调节频率特性。
[0173]另外，FET19、20构成第一 Gm 电路 36。FET25、26 构成第二 Gm 电路 38。FET21 ?24构成第一分配电路37。FET27?30构成第二分配电路39。
[0174]此外，可变电流源31、第一 Gm电路36、及第一分配电路37构成第一可变Gm电路44。同样，可变电流源32、第二 Gm电路38、及第二分配电路39构成第二可变Gm电路45。
[0175]而且，第一可变Gm电路44及第二可变Gm电路45分别共用负载33、34。不过，负载33、34的共用不是必须的。即，也可以对第一可变Gm电路44设置一个负载，而对第二可变Gm电路45设置另一个负载。由此，也可以如图3所示，将第一可变Gm电路44的输出和第二可变Gm电路45的输出独立地与负载电路40相连接。第一可变Gm电路44的输出与负载电路40独立连接的连接点、以及第二可变Gm电路45的输出与负载电路40独立连接的连接点分别成为输出节点。
[0176]在图4的可变增益放大器13中，一信号输入端子14a与FET19的栅极、FET25的栅极相连接。另一信号输入端子14b与FET20的栅极、FET26的栅极相连接。
[0177]FET19的源极和FET20的源极与可变电流源31的输入相连接。FET25的源极和FET26的源极与可变电流源32的输入相连接。
[0178]FET19的漏极与FET21的源极和FET22的源极相连接。FET20的漏极与FET23的源极和FET24的源极相连接。FET25的漏极与FET27的源极和FET28的源极相连接。FET26的漏极与FET29的源极和FET30的源极相连接。
[0179]FET21的漏极与FET27的漏极、一电压信号输出端子17a、负载33的一端相连接。FET24的漏极与FET30的漏极、另一电压信号输出端子17b、负载34的一端相连接。
[0180]FET22的漏极、FET23的漏极、FET28的漏极、FET29的漏极、负载33的另一端、以及负载34的另一端经由电源端子15与直流电压源50的输出相连接。
[0181]控制电路18的第一输出与可变电流源31的控制输入相连接。控制电路18的第二输出与可变电流源32的控制输入相连接。
[0182]控制电路18的第三输出与FET21的栅极和FET24的栅极相连接。控制电路18的第四输出与FET22的栅极和FET23的栅极相连接。
[0183]控制电路18的第五输出与FET27的栅极和FET30的栅极相连接。控制电路18的第六输出与FET28的栅极和FET29的栅极相连接。
[0184]然后，可变电流源31的输出、可变电流源32的输出、以及直流电压源50的输入进行电接地。
[0185](图3的框图与图4的电路图的对应关系)
[0186]对于本实施方式所涉及的可变增益放大器13，图3中示出了其框图，图4中示出了其电路图。此处，在图4的电路图中，处理差动信号的构成要素的一部分，具体而言，第一Gm电路36、第二 Gm电路38、第一分配电路37、及第二分配电路39在图3的框体中被记载为单端的构成要素。所谓的单端的构成要素是指将差动信号作为单一的信号进行处理的构成要素。此外，图3的负载电路40是包括图4的负载33、34的电路。
[0187](可变增益放大器13的动作)
[0188]在图4的可变增益放大器13中，指示信号S-order输入到控制电路18的指示信号输入端子16。指示信号S-order是进行指示以生成对高频可变增益放大器3的增益和低频可变增益放大器5的增益进行控制所需的信号及电压的信号。
[0189]控制电路18通过生成以下各控制信号来对输入各控制信号的对象进行控制。
[0190]第一步，控制电路18通过输入上述指示信号来生成控制电压Vc。然后，控制电路18将本身所生成的控制电压Vc输出到可变电流源31的控制输入、及可变电流源32的控制输入。
[0191]根据控制电压Vc的大小对可变电流源31所输出的电流、即作为第一可变Gm电路44的偏置电流的电流Il的大小进行控制。同样，根据控制电压Vc的大小对可变电流源32所输出的电流、即作为第二可变Gm电路45的偏置电流的电流12的大小进行控制。
[0192]第二步，控制电路18通过输入指示信号，从控制电路18的第三输出将FET控制信号Sc-1a (第二 FET控制信号)进行输出，且从控制电路18的第四输出将FET控制信号Sc-1b (第三FET控制信号)进行输出。FET控制信号Sc-1a及FET控制信号Sc-1b构成FET控制信号Sc-1 (第一 FET控制信号)。
[0193]第三步，控制电路18通过输入指示信号，从控制电路18的第五输出将FET控制信号Sc-2a (第五FET控制信号)进行输出，且从控制电路18的第六输出将FET控制信号Sc-2b (第六FET控制信号)进行输出。FET控制信号Sc_2a及FET控制信号Sc_2b构成FET控制信号Sc-2 (第四FET控制信号)。
[0194]而且，在第一分配电路37中，根据FET控制信号Sc-1a对FET21、24进行导通/断开。同样，在第一分配电路37中，根据FET控制信号Sc-1b对FET22、23进行导通/断开。
[0195]由此，进行分配以使输出电流信号1-outl、1-out2经由负载33、34流到第一可变Gm电路44，或者使输出电流信号1-outl、I_out2不经由负载33、34流到第一可变Gm电路44。
[0196]另外，输出电流信号1-outl、I_out2是差动电流。此外，输出电流信号I_outl、1-out2的信号分量的振幅相等，但相位相差180度。而且，输出电流信号1-outl、1-out2的直流分量成为相同的值。
[0197]在输出电流信号1-outl及输出电流信号I_out2不经由负载33、34流到第一可变Gm电路44的情况下，电流按照以下的路径进行流动。即，电流按照直流电压源50的输出一FET22 — FET19 —可变电流源31 — GND的路径、以及直流电压源50的输出—FET23 — FET20 —可变电流源31 — GND的路径流动。
[0198]而且，在第二分配电路39中，根据FET控制信号Sc_2a对FET27、30进行导通/断开。同样，在第二分配电路39中，根据FET控制信号Sc-2b对FET28、29进行导通/断开。
[0199]由此，进行分配以使输出电流信号1-outl、1-out2经由负载33、34流到第二可变Gm电路45，或者使输出电流信号1-outl、I_out2不经由负载33、34流到第二可变Gm电路45。
[0200]在输出电流信号1-outl及输出电流信号I_out2不流到第二可变Gm电路45的情况下，电流按照以下的路径进行流动。即，电流按照直流电压源50的输出一FET28 — FET25 —可变电流源32 — GND的路径、以及直流电压源50的输出—FET29 — FET26 —可变电流源32 — GND的路径流动。
[0201]而且，图6的可变增益放大器113中，作为电压信号的输入信号Vin输入到一信号输入端子14a与另一信号输入端子14b之间。通过输入信号Vin对第一 Gm电路36和第二Gm电路38所具有的FET的导通/断开进行控制。
[0202]由此，流到第一 Gm电路36的电流的值、以及流到第二 Gm电路38的电流的值得到确定，因此，流到第一可变Gm电路44的电流的值、以及流到第二可变Gm电路45的电流的值得到确定
[0203]此处，使第一可变Gm电路44的最大Gm (电导的最大值)高于第二可变Gm电路45的最大Gm (电导的最大值)。
[0204]在如此进行动作的可变增益放大器13中，在第一可变Gm电路44的输出电流(FET2U24的漏极电流)比第二可变Gm电路45的输出电流(FET27、FET30的漏极电流)要小时(优选为足够小时)，使可变电流源31所输出的电流Il急剧下降。即，在第一分配电路37的输出电流比第二分配电路39的输出电流要小时(优选为足够小时)，使可变电流源31所输出的电流Il急剧下降。
[0205]与此同时，在第二可变Gm电路45的输出电流比第一可变Gm电路44的输出电流要小时(优选为足够小时)，使可变电流源31所输出的电流12急剧上升。
[0206]由此，第一可变Gm电路44及第二可变Gm电路45不会在较小的偏置电流下进行动作。因此，能提供一种能防止线性恶化和耗电量增大的可变增益放大器13。
[0207]基于图1的曲线图对本实施方式所涉及的可变增益放大器13的动作的详细情况进行说明。
[0208]图1是本实施方式所涉及的可变增益放大器13的动作的说明图，图1的(a)?(f)是表示现有的可变增益放大器113的动作的曲线图，图1的(g)?(ο)是表示本实施方式所涉及的可变增益放大器13的动作的曲线图。
[0209]图1的(a)?(f)分别与图7的(a)?(f)相同。
[0210]图1的(g)、(j)、(m)是表示可变电流源31、32所输出的电流I1、12相对于输入到可变电流源31、32的控制输入的控制电压Vc的变化的曲线图。
[0211]图1的(h)、(k)、(η)是表示输出电流信号1-outl及输出电流信号I_out2相对于输入到可变电流源31、32的控制输入中的控制电压Vc的变化的曲线图。在图1的(h)、(k)、(η)中,虚线表示流到负载33的电流即输出电流信号1-outl，单点划线表示流到负载34的电流即输出电流信号I_out2。对于双点划线在后面进行叙述。
[0212]图1的⑴、⑴、(ο)是表示可变增益放大器13的输出电压信号V相对于输入到可变电流源31、32的控制输入中的控制电压Vc的变化的曲线图。输出电压信号V就是从图3、图4的电压信号输出端子17输出的信号。
[0213]本实施方式所涉及的可变增益放大器13中，使对可变电流源31所输出的电流Il的控制与现有的对可变增益放大器113的可变电流源131所输出的电流Il的控制不同。
[0214]同样，本实施方式所涉及的可变增益放大器13中，使对可变电流源32所输出的电流12的控制与现有的对可变增益放大器113的可变电流源132所输出的电流12的控制不同。
[0215]由此，能解决现有的可变增益放大器113中的技术问题。以下使用图1的(g)?(ο)对本实施方式中的可变增益放大器13中的控制进行说明。
[0216]如图1(g)所示，可变电流源31所输出的电流11不是逐渐地进行变化。S卩，使可变电流源31所输出的电流Il在规定的控制电压Vc下进行断开(急剧下降)。同样，可变电流源32所输出的电流12不是逐渐地进行变化。即，使可变电流源32所输出的电流12在规定的控制电压Vc下进行导通(急剧上升)。
[0217]图1(h)是表示在如图1(g)所示地对电流11、12进行控制时输出电流信号1-outl及输出电流信号1-out2相对于控制电压Vc的变化的曲线图。此外，图l(i)是表示在如图1(g)所示地对电流11、12进行控制时输出电压信号V相对于控制电压Vc的变化的曲线图。
[0218]考虑控制电压从较低侧变化到较高侧的情况来对该动作进行说明。如图1(h)所示，在第二可变Gm电路45导通之前流到负载34中的输出电流信号I_out2与在第二可变Gm电路45导通时的控制电压Vcl下流到负载33中的输出电流信号I_outl相比足够小。
[0219]在该状态下，即在输出电流信号I_out2与输出电流信号1-outl相比足够小的状态下，导通可变电流源32而使电流12急剧上升，并且使第二可变Gm电路45导通。
[0220]第二可变Gm电路45导通时的控制电压Vcl是利用第一可变Gm电路44来确定作为整个可变增益放大器13的Gm的控制电压。
[0221]另一方面，在第一可变Gm电路44断开之前的输出电流信号I_outl与在第一可变Gm电路44断开时的控制电压Vc2下的第二可变Gm电路45的输出电流信号I_out2相比足够小
[0222]在该状态下，即在输出电流信号1-outl与输出电流信号I_out2相比足够小的状态下，断开可变电流源31而使电流Il急剧下降，并且使第一可变Gm电路44断开。
[0223]第一可变Gm电路44断开时的控制电压Vc2是利用第二可变Gm电路45来确定作为整个可变增益放大器13的Gm的控制电压。
[0224]由此，在作为整个可变增益放大器13的Gm是由第二可变Gm电路45所确定的控制电压Vc2时，断开可变电流源31而使电流Il急剧下降，并且使第一可变Gm电路44断开。由此，第一可变Gm电路44及第二可变Gm电路45不会在较小的偏置电流下进行动作。因此，能在线性不会恶化、且在控制电压Vc的整个范围内维持良好的线性的状态下，使可变增益放大器13进行动作。
[0225]此外，电流Il断开时和电流12导通时的增益的不连续足够小。因此，能使增益变化的不连续也足够小。
[0226]而且，可变电流源31的电流Il在恰当的时刻断开，并且可变电流源32的电流12在恰当的时刻导通。因此，能防止因始终使可变电流源31、32动作而引起的耗电量的增大。
[0227]因此，能提供一种能防止线性恶化和耗电量增大的可变增益放大器13。
[0228]此处，图1的(g)?⑴所示的控制中，电流I1、12不是逐渐地进行变化。因此，在电流Il断开时以及电流12导通时，尽管规模较小但还是会产生增益的不连续。
[0229]在不允许这样的规模较小的增益不连续时，如图1 (j)所示那样对电流I1、I2进行控制。
[0230]具体而言，使可变电流源31所输出的电流Il在断开之前逐渐地进行变化。即，在断开电流Ii之前，使其逐渐减小到不至于发生线性恶化程度的值为止。
[0231]与可变电流源31相同，使可变电流源32所输出的电流12在导通之后逐渐地进行变化。即，通过在规定的控制电压Vc时进行导通，从而在导通之后逐渐地增加电流，一直增加到线性达到良好的电流为止。
[0232]而且，在使可变电流源31的电流Il逐渐减小之后，在恰当的时刻进行断开。同样，在使可变电流源32的电流12逐渐增加之后，在恰当的时刻进行导通。因此，能防止因始终使可变电流源31、32动作而引起的耗电量的增大。
[0233]由此，在图1 (j)所示的电流I1、12的控制中，将导通/断开与逐渐地进行变化这两种方式进行组合。由此，在确保增益的连续性的基础上获得良好的线性，能实现耗电量未增大的可变增益放大器。
[0234]在图1的(g)?⑴所示的控制中，电流Il在控制电压Vc2下断开，没有逐渐地进行变化。同样，电流12在控制电压Vcl下导通，没有逐渐地进行变化。
[0235]在需要与在控制电压Vc2下断开电流Il时的增益不同的增益的情况下，例如，如图l(m)所示，电流Il在比控制电压Vc2要低的控制电压Vc4下进行断开。即，使可变电流源31所输出的电流Il急剧下降时的控制电压Vc在输出电流信号1-outl比输出电流信号1-out2要小的范围内不同。
[0236]由此，能获得与在控制电压Vc2下断开电流Il时的增益不同的增益。此外，在比控制电压Vc2要低的控制电压Vc4下断开电流II，也就是使断开电流Il的时刻更加提前。因此，能使耗电量进一步减小与图1 (η)的右侧斜线部相对应的量。
[0237]另外，控制电压Vc4比控制电压Vc2要低，但也可以在比控制电压Vc2要高的控制电压下断开电流II。由此，能获得与在控制电压Vc2、Vc4下断开电流Il时的增益不同的增益。
[0238]对电流12也能进行与电流Il相同的控制。在需要与在控制电压Vcl下断开电流12时的增益不同的增益的情况下，例如，如图l(m)所示，电流12在比控制电压Vcl要高的控制电压Vc3下进行导通。即，使可变电流源32所输出的电流12急剧上升时的控制电压Vc在输出电流信号I_out2比输出电流信号1-outl要小的范围内不同。
[0239]由此，能获得与在控制电压Vcl下导通电流12时的增益不同的增益。此外，在比控制电压Vcl要高的控制电压Vc3下导通电流12，也就是使导通电流12的时刻更加延迟。因此，能使耗电量进一步减小与图1 (η)的左侧斜线部相对应的量。
[0240]另外，控制电压Vc3比控制电压Vcl要高，但也可以在比控制电压Vcl要低的控制电压下导通电流12。由此，能获得与在控制电压Vcl、Vc3下导通电流12时的增益不同的增益。
[0241][应用例]
[0242]图2的本实施方式所涉及的接收装置I能包括本实施方式所涉及的可变增益放大器13。作为图2的高频可变增益放大器3，只要应用包括图3、图4的可变Gm电路44而构成的第一可变增益放大器即可，作为图2的低频可变增益放大器5，只要应用包括图3、图4的可变Gm电路45而构成的第二可变增益放大器即可。由此，能防止线性的恶化和耗电量的增大。
[0243]本发明并不限于上述各实施方式，能在权利要求所示的范围内进行各种变更，将分别揭示在不同的实施方式中的技术方法进行适当组合所得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
[0244]上述可变增益放大器中，在上述第二可变电导电路的输出电流比上述第一可变电导电路的输出电流要小时，上述控制电路也可以使包括上述第二可变电导电路的第二可变电流源的输出电流急剧上升。
[0245]在上述第一可变电导电路的输出电流与上述第二可变电导电路的输出电流相比较小的状态下，导通上述第二可变电流源而使上述第二可变电流源的输出电流急剧上升，并且使上述第二可变电导电路导通。
[0246]由此，上述第二可变电导电路不会在较小的偏置电流下进行动作。因此，能在不发生线性恶化的状态下使上述可变增益放大器进行动作。
[0247]此外，使上述第二可变电流源的输出电流急剧上升时的增益的不连续足够小。因此，能使增益变化的不连续也足够小。
[0248]而且，上述第二可变电流源的输出电流在恰当的时刻急剧上升。因此，能防止因始终使上述第二可变电流源动作而引起的耗电量的增大。
[0249]因此，能提供一种能防止线性恶化和耗电量增大的可变增益放大器。
[0250]上述任一个可变增益放大器中，也可以采用如下结构，即，设有信号输入端子、电源端子、及电压信号输出端子；上述第一可变电导电路还包括:第一可变电流源，该第一可变电流源根据从上述控制电路输出的控制电压来改变所输出的电压的值；第一电导电路，该第一电导电路根据上述第一可变电流源的输出电流来确定偏置电流；以及第一分配电路，该第一分配电路使上述第一可变电导电路的输出电流经由第一负载及第二负载进行流动，或者使上述第一可变电导电路的输出电流不经由上述第一负载及上述第二负载进行流动；上述第二可变电导电路还包 括:第二可变电流源，该第二可变电流源根据从上述控制电路输出的控制电压来改变所输出的电流的值；第二电导电路，该第二电导电路根据上述第二可变电流源的输出电流来确定偏置电流；以及第二分配电路，该第二分配电路使上述第二可变电导电路的输出电流经由上述第一负载及上述第二负载进行流动，或者使上述第二可变电导电路的输出电流不经由上述第一负载及上述第二负载进行流动；上述信号输入端子由一信号输入端子和另一信号输入端子所构成，上述电压信号输出端子由一电压信号输出端子和另一电压信号输出端子所构成，上述第一电导电路具有第一 FET及第二 FET,第二电导电路具有第七FET及第八FET，上述第一分配电路具有第三FET~第六FET，上述第二分配电路具有第九FET~第十二 FET,上述一信号输入端子与上述第一 FET的栅极和上述第二 FET的栅极相连接，上述另一信号输入端子与上述第七FET的栅极和上述第八FET的栅极相连接，上述第一 FET的源极和上述第二 FET的源极与上述第一可变电流源的输入相连接，上述第七FET的源极和上述第八FET的源极与上述第二可变电流源的输入相连接，上述第一 FET的漏极与上述第三FET的源极和上述第四FET的源极相连接，上述第二 FET的漏极与上述第五FET的源极和上述第六FET的源极相连接，上述第七FET25的漏极与上述第九FET的源极和上述第十FET的源极相连接，上述第八FET的漏极与上述第十一 FET的源极和上述第十二 FET的源极相连接，上述第三FET的漏极与上述第九FET的漏极、上述一电压信号输出端子、及第一负载的一端相连接，上述第六FET的漏极与上述第十二 FET的漏极、上述另一电压信号输出端子、及第二负载的一端相连接，上述第四FET的漏极、上述第五FET的漏极、上述第十FET的漏极、上述第十一 FET的漏极、上述第一负载的另一端、及上述第二负载的另一端经由上述电源端子与直流电压源的输出相连接，上述控制电路的第一输出与上述第一可变电流源的控制输入相连接，上述控制电路的第二输出与上述第二可变电流源的控制输入相连接，上述控制电路的第三输出与上述第三FET的栅极和上述第六FET的栅极相连接，上述控制电路的第四输出与上述第四FET的栅极和上述第五FET的栅极相连接，上述控制电路的第五输出与上述第九FET的栅极和上述第十二FET的栅极相连接，上述控制电路的第六输出与上述第十FET的栅极和上述第十一 FET的栅极相连接，上述第一可变电流源的输出、上述第二可变电流源的输出、以及上述直流电压源的输入进行电接地。
[0251]上述可变增益放大器中，进行指示以生成对上述第一可变增益放大器的增益和上述第二可变增益放大器的增益的增益进行控制所需的信号及电压的信号、即指示信号输入到上述控制电路的上述指示信号输入端子。
[0252]上述控制电路通过生成以下各控制信号来对输入各控制信号的对象进行控制。
[0253]第一步，上述控制电路通过输入上述指示信号来生成上述控制电压。然后，上述控制电路将本身所生成的上述控制电压输出到上述第一可变电流源的控制输入、及上述第二可变电流源的控制输入。
[0254]根据上述控制电压的大小来对上述第一可变电流源的输出电流的大小进行控制。同样，根据上述控制电压的大小来对上述第二可变电流源的输出电流的大小进行控制。
[0255]第二步，上述控制电路通过输入上述指示信号，从上述控制电路的第三输出将第二 FET控制信号进行输出，且从上述控制电路的第四输出将第二 FET控制信号进行输出。上述第二 FET控制信号及上述第三FET控制信号构成第一 FET控制信号。
[0256]第三步，上述控制电路通过输入上述指示信号，从上述控制电路的第五输出将第五FET控制信号进行输出，且从上述控制电路的第六输出将第六FET控制信号进行输出。上述第五FET控制信号及上述第六FET控制信号构成第四FET控制信号。
[0257]而且，在上述第一分配电路中，根据上述第二 FET控制信号对上述第三FET及上述第六FET进行导通/断开。同样，在上述第一分配电路中，根据上述第三FET控制信号对上述第四FET及上述第五FET进行导通/断开。
[0258]由此，进行分配使上述第一可变电导电路的输出电流经由上述第一及第二负载流到上述第一可变电导电路，或者使上述第一可变电导电路的输出电流不经由上述第一及第二负载流到上述第一可变电导电路。
[0259]在使上述第一可变电导电路的输出电流不流到上述第一可变电导电路的情况下，电流按照以下的路径进行流动。即，电流按照上述直流电压源的输出一上述第四FET —上述第一 FET —上述第一可变电流源一GND的路径、以及上述直流电压源的输出一上述第五FET —上述第二 FET —上述第一可变电流源一GND的路径流动。
[0260]而且，在上述第二分配电路中，根据上述第五FET控制信号对上述第九FET及上述第十二 FET进行导通/断开。同样，在上述第二分配电路中，根据上述第六FET控制信号对上述第十FET及上述第十一 FET进行导通/断开。
[0261]由此，进行分配使上述第二可变电导电路的输出电流经由上述第一及第二负载流到上述第二可变电导电路中，或者使上述第二可变电导电路的输出电流不经由上述第一及第二负载流到上述第二可变电导电路中。
[0262]在使上述第二可变电导电路的输出电流不流到上述第二可变电导电路的情况下，电流按照以下的路径进行流动。即，电流按照上述直流电压源的输出一上述第十FET —上述第七FET—上述第二可变电流源一GND的路径、以及上述直流电压源的输出一上述第十一 FET —上述第八FET —上述第二可变电流源一GND的路径流动。
[0263]而且,上述可变增益放大器中，作为电压信号的输入信号输入到上述一信号输入端子与上述另一信号输入端子之间。通过上述输入信号，对上述第一电导电路和上述第二电导电路所具有的FET的导通/断开进行控制。
[0264]由此，流到上述第一电导电路的电流的值、以及流到上述第二电导电路的电流的值得到确定，因此，流到上述第一可变电导电路的电流的值、以及流到上述第二可变电导电路的电流的值得到确定。
[0265]在如此进行动作的上述可变增益放大器中，在上述第一可变电导电路的输出电流比上述第二可变电导电路的输出电流要小时(优选为足够小时)，使上述第一可变电流源的输出电流急剧下降。即，在上述第一分配电路的输出电流比上述第二分配电路的输出电流要小时(优选为足够小时)，使上述第一可变电流源的输出电流急剧下降。
[0266]与此同时，在上述第二可变电导电路的输出电流比上述第一可变电导电路的输出电流要小时(优选为足够小时)，使上述第二可变电流源的输出电流急剧下降。
[0267]由此，上述第一及第二可变电导电路不会在较小的偏置电流下进行动作。因此，能提供一种能防止线性恶化和耗电量增大的可变增益放大器。
[0268]上述可变增益放大器 中，也可以使上述第一可变电流源的输出电流急剧下降时的上述控制电压在流过上述第一负载的电流比流过上述第二负载的电流要小的范围内不同
[0269]由此，在上述控制电压下，在需要与使上述第一可变电流源的输出电流急剧下降时的增益不同的增益的情况下，使上述第一可变电流源的输出电流在比上述控制电压要高的控制电压下急剧下降。
[0270]由此，能获得与在上述控制电压下使上述第一可变电流源的的输出电流急剧下降时的增益不同的增益。此外，在比上述控制电压要高的控制电压下使上述第一可变电流源的输出电流急剧下降、也就是使上述第一可变电流源的输出电流急剧下降的时刻更加提前。因此，能进一步减小耗电量。
[0271]在上述可变增益放大器中，也可以使上述第二可变电流源的输出电流急剧上升时的上述控制电压在流过上述第二负载的电流比流过上述第一负载的电流要小的范围内不同。
[0272]由此，在需要与在上述控制电压下使上述第二可变电流源的输出电流急剧上升时的增益不同的增益的情况下，使上述第二可变电流源的输出电流在比上述控制电压要低的控制电压下急剧下降。
[0273]由此，能获得与在上述控制电压下使上述第二可变电流源的的输出电流急剧上升时的增益不同的增益。此外，在比上述控制电压要低的控制电压下使上述第二可变电流源的输出电流急剧上升、也就是使上述第二可变电流源的输出电流急剧上升的时刻更加提前。因此，能进一步减小耗电量。
[0274]在上述可变增益放大器中，也可以在使上述第一可变电流源的输出电流急剧下降之前，使上述第一可变电流源的输出电流逐渐地减少。
[0275]此外，在上述可变增益放大器中，也可以在使上述第二可变电流源的输出电流急剧上升之后，使上述第二可变电流源的输出电流逐渐地增加。
[0276]在不允许仅在急剧下降时产生的较小的增益的不连续时，将急剧进行下降和逐渐地减少这两种方式进行组合。同样，在不允许仅在急剧上升时产生的较小的增益的不连续时，将急剧进行上升和逐渐地增加这两种方式进行组合。
[0277]由此，在确保增益的连续性的基础上获得良好的线性，能实现耗电量未增大的可变增益放大器。
[0278]在上述可变增益放大器中，若将进行指示以生成对上述第一可变增益放大器的增益和上述第二可变增益放大器的增益的增益进行控制所需的信号及电压的信号、即指示信号输入到上述控制电路的指示信号输入端子，则上述控制电路也可以将第一增益控制信号输出到上述第一可变增益放大器，并且将控制上述第二可变增益放大器的增益的信号即第二增益控制信号输出到上述第二可变增益放大器。
[0279]由此，上述控制电路能控制上述第一及第二可变增益放大器的增益。
[0280]本发明的接收装置包括上述任一个可变增益放大器，因此，能防止线性的恶化和耗电量的增大。
[0281]工业上的实用性
[0282]本发明的可变增益放大器适用于接收装置。尤其适用于接收数字卫星广播的接收 装直。
[0283]标号说明
[0284]I接收装置
[0285]2输入端子
[0286]3高频可变增益放大器(第一可变增益放大器)
[0287]4频率转换器
[0288]5低频可变增益放大器(第二可变增益放大器)
[0289]6低通滤波器
[0290]7输出放大器
[0291]8本振信号生成器
[0292]9输出端子
[0293]10输出信号电平检测电路
[0294]11第一增益控制电路
[0295]12第二增益控制电路
[0296]13可变增益放大器
[0297]14信号输入端子
[0298]14a信号输入端子
[0299]14b信号输入端子
[0300]15电源端子
[0301]16指示信号输入端子
[0302]17电压信号输出端子[0303]17a电压信号输出端子
[0304]17b电压信号输出端子
[0305]18控制电路
[0306]19 ?30 FET (第一 FET ?第十二 FET)
[0307]31可变电流源(第一可变电流源)
[0308]32可变电流源(第二可变电流源)
[0309]33负载(第一负载)
[0310]34负载(第二负载)
[0311]36第一 Gm电路(第一电导电路)
[0312]37第一分配电路
[0313]38第二 Gm电路(第二电导电路)
[0314]39第二分配电路
[0315]40负载电路
[0316]44第一可变Gm电路(第一可变电导电路)
[0317]45第二可变Gm电路(第二可变电导电路)
[0318]50直流电压源
[0319]60 天线
[0320]1-outl输出电流信号
[0321]1-out2输出电流信号
[0322]Il 电流
[0323]12 电流
[0324]S-order 指不信号
[0325]Sc-1 FET控制信号(第一 FET控制信号)
[0326]Sc-1a FET控制信号(第二 FET控制信号)
[0327]Sc-1b FET控制信号(第三FET控制信号)
[0328]Sc-2 FET控制信号(第四FET控制信号)
[0329]Sc-2a FET控制信号(第五FET控制信号)
[0330]Sc-2b FET控制信号(第六FET控制信号)
[0331]V输出电压信号
[0332]Vc控制电压
[0333]Vcl?Vc4控制电压
[0334]Vin输入信号
【权利要求】
1.一种可变增益放大器，其特征在于，包括: 第一及第二可变增益放大器；以及 控制电路，该控制电路将控制所述第一可变增益放大器的增益的信号即第一增益控制信号输出到所述第一可变增益放大器，并且将控制所述第二可变增益放大器的增益的信号即第二增益控制信号输出到所述第二可变增益放大器， 所述第一可变增益放大器包括第一可变电导电路，该第一可变电导电路是具有作为整个电路的可变电导的电路， 所述第二可变增益放大器包括第二可变电导电路，该第二可变电导电路是具有作为整个电路的可变电导的电路， 所述第一可变电导电路的电导的最大值比所述第二可变电导电路的电导的最大值要闻， 在所述第一可变电导电路的输出电流比所述第二可变电导电路的输出电流足够小时，所述控制电路使包括所述第一可变电导电路的第一可变电流源的输出电流急剧下降。
2.如权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于， 在所述第二可变电导电路的输出电流比所述第一可变电导电路的输出电流要小时，所述控制电路使包括所述第二可变电导电路的第二可变电流源的输出电流急剧上升。
3.如权利要求1或2所述的可变增益放大器，其特征在于， 设有信号输入端子、电源端子 、以及电压信号输出端子， 所述第一可变电导电路还包括:第一可变电流源，该第一可变电流源根据从所述控制电路输出的控制电压来改变所输出的电压的值；第一电导电路，该第一电导电路根据所述第一可变电流源的输出电流来确定偏置电流；以及第一分配电路，该第一分配电路进行分配以使所述第一可变电导电路的输出电流经由第一负载及第二负载进行流动，或者使所述第一可变电导电路的输出电流不经由所述第一负载及所述第二负载进行流动， 所述第二可变电导电路还包括:第二可变电流源，该第二可变电流源根据从所述控制电路输出的控制电压来改变所输出的电流的值；第二电导电路，该第二电导电路根据所述第二可变电流源的输出电流来确定偏置电流；以及第二分配电路，该第二分配电路进行分配以使所述第二可变电导电路的输出电流经由所述第一负载及所述第二负载进行流动，或者使所述第二可变电导电路的输出电流不经由所述第一负载及所述第二负载进行流动， 所述信号输入端子由一信号输入端子和另一信号输入端子所构成，所述电压信号输出端子由一电压信号输出端子和另一电压信号输出端子所构成， 所述第一电导电路具有第一 FET及第二 FET，第二电导电路具有第七FET及第八FET， 所述第一分配电路具有第三FET~第六FET，所述第二分配电路具有第九FET~第十二FET, 所述一信号输入端子与所述第一 FET的栅极和所述第二 FET的栅极相连接，所述另一信号输入端子与所述第七FET的栅极和所述第八FET的栅极相连接， 所述第一 FET的源极和所述第二 FET的源极与所述第一可变电流源的输入相连接，所述第七FET的源极和所述第八FET的源极与所述第二可变电流源的输入相连接， 所述第一 FET的漏极与所述第三FET的源极和所述第四FET的源极相连接，所述第二FET的漏极与所述第五FET的源极和所述第六FET的源极相连接，所述第七FET的漏极与所述第九FET的源极和所述第十FET的源极相连接，所述第八FET的漏极与所述第十一 FET的源极和所述第十二 FET的源极相连接，所述第三FET的漏极与所述第九FET的漏极、所述一电压信号输出端子、及第一负载的一端相连接，所述第六FET的漏极与所述第十二FET的漏极、所述另一电压信号输出端子、及第二负载的一端相连接，所述第四FET的漏极、所述第五FET的漏极、所述第十FET的漏极、所述第十一 FET的漏极、所述第一负载的另一端、以及所述第二负载的另一端经由所述电源端子与直流电压源的输出相连接， 所述控制电路的第一输出与所述第一可变电流源的控制输入相连接，所述控制电路的第二输出与所述第二可变电流源的控制输入相连接， 所述控制电路的第三输出与所述第三FET的栅极和所述第六FET的栅极相连接，所述控制电路的第四输出与所述第四FET的栅极和所述第五FET的栅极相连接， 所述控制电路的第五输出与所述第九FET的栅极和所述第十二 FET的栅极相连接，所述控制电路的第六输出与所述第十FET的栅极和所述第十一 FET的栅极相连接， 所述第一可变电流源的输出、所述第二可变电流源的输出、以及所述直流电压源的输入进行电接地。
4.如权利要求3所述的可变增益放大器，`其特征在于， 使所述第一可变电流源的输出电流急剧下降时的所述控制电压在流过所述第一负载的电流比流过所述第二负载的电流要小的范围内不同。
5.如权利要求3所述的可变增益放大器，其特征在于， 使所述第二可变电流源的输出电流急剧上升时的所述控制电压在流过所述第二负载的电流比流过所述第一负载的电流要小的范围内不同。
6.如权利要求1至5中任一项所述的可变增益放大器，其特征在于， 在使所述第一可变电流源的输出电流急剧下降之前，使所述第一可变电流源的输出电流逐渐地减少。
7.如权利要求2至5中任一项所述的可变增益放大器，其特征在于， 在使所述第二可变电流源的输出电流急剧上升之后，使所述第二可变电流源的输出电流逐渐地增加。
8.如权利要求1至7中任一项所述的可变增益放大器，其特征在于， 若将进行指示以生成对所述第一可变增益放大器的增益和所述第二可变增益放大器的增益的增益进行控制所需的信号及电压的信号、即指示信号输入到所述控制电路的指示信号输入端子， 则所述控制电路将第一增益控制信号输出到所述第一可变增益放大器，并且， 将控制所述第二可变增益放大器的增益的信号即第二增益控制信号输出到所述第二可变增益放大器。
9.一种接收装置，其特征在于， 包括权利要求1至8中任一项所述的可变增益放大器。
【文档编号】H03G3/20GK103503311SQ201180058027
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年9月26日 优先权日:2011年2月9日
【发明者】天野真司 申请人:夏普株式会社