一种可变增益放大器以及通信电路的制作方法

本申请涉及增益放大器，特别涉及一种可变增益放大器以及通信电路。

背景技术：

1、可变增益放大器(variable gain amplifie，vga)可以实现对不同幅度输入信号进行放大，适用在宽输入动态范围的系统中。现有的vga结构输出直流偏置会跟随vga的增益摆动，由于摆动的范围较大，导致了vga结构本身和与vga电路连接的后级电路的工作状态发生较大变化，这影响了电路的性能。

2、目前vga电路为了解决直流偏置不随vga增益变化而偏移的问题，引入了额外输出负载。但是额外的输出负载使vga电路的带宽下降，控制增益灵敏度过高，使其增益控制电压范围变小。

技术实现思路

1、本申请提供了一种可变增益放大器以及通信电路，用于解决vga电路中，不增加负载而提高输出电压稳定的问题。

2、所述技术方案如下：

3、第一方面，提供了一种可变增益放大器，可变增益放大器包括：输入差动电路、增益控制差动电路以及反馈电路。其中，输入差动电路与增益控制差动电路连接，用于向增益控制差动电路提供输入电流。增益控制差动电路的第一端与供电电源连接，增益控制差动电路的控制端用于接收第一偏置电压和第二偏置电压，第一偏置电压和第二偏置电压用于控制增益控制差动电路的放大增益，即将输入电流进行分配，并在增益控制差动电路中的负载上转换成电压输出。反馈电路的输入端连接增益控制差动电路的控制端，反馈电路用于根据第一偏置电压、第二偏置电压以及反馈电路的参数，向增益控制差动电路提供反馈工作电压。增益控制差动电路根据反馈工作电压，调节增益控制差动电路的输出直流电压，调节后的输出直流电压的值在预设范围之内。

4、在本申请中在可变增益放大器的电路结构中增加反馈电路，反馈电路的输入端连接增益控制差动电路的控制端。这样反馈电路可以根据增益控制差动电路的控制端接收到的偏置电压以及反馈电路本身的参数向增益控制差动电路提供反馈工作电压。这样增益控制差动电路可以根据反馈工作电压，使增益控制差动电路的输出端的直流电压由反馈电路本身的参数和可变增益放大器的放大系数确定。以可变增益放大器的放大系数为变量，引入反馈电路本身的参数，再加上参考电压源，对输出端的电压公式进行求导得出输出端的电压的变化率，变化率在预设范围之内，从而使输出端的电压变化较小。这样既满足了可变增益放大器的输出不随增益变化而有极大偏移，同时还没有引入额外负载，保证了可变增益放大器的带宽较高。

5、在本申请的一种可能的实现方式中，反馈电路包括放大器和参考电压源，反馈电路的参数包括放大器的增益和参考电压源的参考电压。放大器的第一输入端和第二输入端分别连接增益控制差动的控制端，放大器的输出端连接增益控制差动电路的负载，向增益控制差动电路提供反馈工作电压。放大器用于将第一偏置电压和第二偏置电压的差值电压放大，并将放大后的输出电压与参考电压叠加。参考电压源用于为反馈电路提供参考电压，为反馈电路的输出提供一个合理的输出中心值，使放大后的输出电压与参考电压之和符合增益控制差动电路的工作电压需求。

6、在本申请的一种可能的实现方式中，增益控制差动电路包括两个控制电路，两个控制电路的第一端均与供电电源连接。两个控制电路的第二端作为增益控制差动电路的输出端通过负载与反馈电路的输出端连接。控制电路的一个第三端用于接收第一偏置电压，控制电路的另一个第三端用于接收第二偏置电压。第一偏置电压或第二偏置电压用于控制其放大增益，将输入电流进行分配，并在负载上转换成电压输出，实现增益控制。两个控制电路分别用于将各自接收到的输入电流重新分配后通过各自的第二端输出，以及用于根据反馈工作电压调整各自输出的直流电压，以使得调整后的输出电压的值在预设范围之内。

7、在本申请的一种可能的实现方式中，控制电路包括：第一三极管、第二三极管以及输出端。第二三极管的第一极作为增益控制差动电路的第一控制端，以接收第一偏置电压，第一三极管的第一极作为增益控制差动电路的第二控制端，以接收第二偏置电压。第一三极管的第二极和第二三极管的第二极均与输入差动电路连接。第一三极管的第三极作为增益控制差动电路的输出端。第二三极管的第三极作为增益控制差动电路的第一端与供电电源连接。

8、在本申请的一种可能的实现方式中，每个控制电路的第一三极管的第三极和反馈电路的输出端之间串联有负载。

9、在本申请的一种可能的实现方式中，输入差动电路包括第一子输入差动电路和第二子输入差动电路，其中，第一子输入差动电路和第二子输入差动电路均与增益控制差动电路连接，第一子输入差动电路用于将接收到的电压转换放大后作为第一输入电流提供给增益控制差动电路。第二子输入差动电路用于将接收到的电压转换放大后作为第二输入电流提供给增益控制差动电路。相应的，输入电流包括第一输入电流和第二输入电流。

10、在本申请的一种可能的实现方式中，第一子输入差动电路包括：第三三极管，第二子输入差动电路包括第四三极管。第三三极管的第一极用于接收第一输入电压，第四三极管的第一极用于接收第二输入电压。第三三极管和第四三极管的发射极接恒流源和rc网络。第三三极管和第四三极管的第三极连接增益控制差动电路。其中，第三三极管、第四三极管以及rc网络用于将输入(ac)信号转换成输出(ac)信号加载在恒流源的直流偏置上。第三三极管用于向增益控制差动电路提供第一输入电流，第四三极管用于向增益控制差动电路提供第二输入电流。

11、在本申请的一种可能的实现方式中，第一子输入差动电路还包括第一恒定电流源，第二子输入差动电路还包括第二恒定电流源。第一恒定电流源连接在第三三极管和地之间，第一恒定电流源用于为第三三极管提供第一偏置电流，使第三三极管处于放大状态。第二恒定电流源连接在第四三极管和地之间，第二恒定电流源用于为第四三极管提供第二偏置电流，使第四三极管处于放大状态。

12、在本申请的一种可能的实现方式中，目标三极管为npn型三极管，或pnp型三极管，或mos管。目标三极管为第一三极管、第二三极管、第三三极管以及第四三极管中的任意一个。

13、第二方面，提供了一种通信电路，通信电路包括如上述的可变增益放大器。

14、可以理解的是，上述第二方面有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种可变增益放大器，其特征在于，所述可变增益放大器包括：输入差动电路、增益控制差动电路以及反馈电路，

2.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述反馈电路包括放大器和参考电压源，

3.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述增益控制差动电路包括两个控制电路，两个所述控制电路的第一端均与所述供电电源连接；

4.根据权利要求3所述的可变增益放大器，其特征在于，所述控制电路包括：第一三极管、第二三极管以及输出端，

5.根据权利要求4所述的可变增益放大器，其特征在于，每个所述控制电路的所述第一三极管的第三极和所述反馈电路的输出端之间串联有负载。

6.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述输入差动电路包括第一子输入差动电路和第二子输入差动电路，其中，所述第一子输入差动电路和所述第二子输入差动电路均与所述增益控制差动电路连接，所述第一子输入差动电路用于将接收到的电压转换放大后作为第一输入电流提供给所述增益控制差动电路；

7.根据权利要求6所述的可变增益放大器，其特征在于，所述第一子输入差动电路包括：第三三极管，所述第二子输入差动电路包括第四三极管，

8.根据权利要求7所述的可变增益放大器，其特征在于，所述第一子输入差动电路还包括第一恒定电流源，所述第二子输入差动电路还包括第二恒定电流源，

9.根据权利要求5～8任一项所述的可变增益放大器，其特征在于，目标三极管为npn型三极管，或pnp型三极管，或mos管，

10.一种通信电路，其特征在于，所述通信电路包括如权利要求1～9任一项所述的可变增益放大器。

技术总结
本申请公开了一种可变增益放大器以及通信电路，涉及通信技术领域。包括输入差动电路、增益控制差动电路以及反馈电路。输入差动电路与增益控制差动电路连接，用于向其提供输入电流。增益控制差动电路的一端与供电电源连接，控制端接收偏置电压，以控制其放大增益，将输入电流转换为电压输出。反馈电路的输入端连接增益控制差动电路的控制端，反馈电路用于向增益控制差动电路提供反馈工作电压。增益控制差动电路根据反馈工作电压，调节增益控制差动电路的输出的电压，以使得调节后的电压的值在预设范围之内。满足了可变增益放大器的直流输出不随增益变化而造成较大偏移，同时没有引入额外负载，保证了可变增益放大器的高带宽。

技术研发人员：谢丰波,劳之豪,王德方,刘志瑞,吕肖刚,王铭
受保护的技术使用者：深圳市傲科光电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14