[发明专利]一种缓冲器和数字步进衰减器

说明书

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别涉及一种缓冲器和数字步进衰减器。

背景技术

DSA（Digital Step Attenuator，数字步进衰减器）在射频接收机等系统中有广泛的应用。通过数字控制字可以改变DSA的衰减值，从而提高接收机的动态范围。DSA通常有均匀的固定衰减步长。比较常见的DSA有单端结构和差分结构。

DSA包括电阻网络电路、若干个缓冲器（Buffer）以及数字译码电路等辅助电路。其中，若干个缓冲器的输入分别连接在电阻网络电路中的若干个节点上，所有缓冲器的输出共同连接到DSA的输出端口。通过选择合适的电阻比例，该若干个节点可以通过电阻分压获得精确的衰减的信号。数字译码电路连接在缓冲器的控制端，通过数字译码电路输出的数字控制字产生控制信号，控制缓冲器的导通和关闭，即可在DSA的输出端得到选择的衰减信号。其中，DSA中同一时刻只有一个缓冲器导通，从而可以实现均匀步长的衰减信号。由此可以看出，DSA的性能主要取决于缓冲器的性能。

现有技术中将CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）管作为开关来实现数字步进衰减器中的缓冲器，通过AGC（Automatic Gain Control，自动增益控制）的输出控制CMOS管的导通和断开，从而实现缓冲器的导通和断开。

缓冲器内的开关会降低DSA的线性度；并且，开关断开时仍然存在寄生电容，会导致信号泄漏，恶化DSA的隔离度。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种缓冲器和数字步进衰减器，以提高DSA的线性度，改善DSA的隔离度。

第一方面，本发明提供了一种缓冲器，包括：控制电路，用于接收输入到所述缓冲器的控制信号，并根据所述控制信号控制所述缓冲器的通断状态；第一偏置电路，用于所述缓冲器处于通路状态时，将第一偏置电流信号输出到输入电路；第二偏置电路，用于所述缓冲器处于通路状态时，将第二偏置电流信号输出到所述输入电路和输出电路；反偏电路，用于所述缓冲器处于断路状态时，将反偏电压信号输出到所述输入电路和所述输出电路；所述输入电路，用于所述缓冲器处于通路状态时，接收所述第一偏置电路的第一偏置电流信号和所述第二偏置电路的第二偏置电流信号，当被所述第一偏置电流信号和所述第二偏置电流信号控制处于通路状态时，将输入到所述缓冲器的衰减信号同比例输出到所述输出电路，或者，所述缓冲器处于断路状态时，接收所述反偏电路的反偏电压信号，当被所述反偏电压信号控制处于断路状态时，对所述衰减信号进行隔离，并产生第一寄生电容耦合信号，将所述第一寄生电容耦合信号输出到隔离电路；所述输出电路，用于当所述缓冲器处于通路状态时，接收所述第二偏置电路的第二偏置电流信号，当被所述第二偏置电流信号控制处于通路状态时，接收所述输入电路输出的衰减信号，并将所述衰减信号输出到所述缓冲器的输出端，或者，当所述缓冲器处于断路状态时，接收所述反偏电路的反偏电压信号，当被所述反偏电压信号控制处于断路状态时，产生第二寄生电容耦合信号，将所述第二寄生电容耦合信号输出到所述隔离电路；所述隔离电路，用于所述缓冲器处于断路状态时，接收所述输入电路输出的第一寄生电容耦合信号和所述输出电路输出的第二寄生电容耦合信号，并将所述第一寄生电容耦合信号和所述第二寄生电容耦合信号输出到交流地或信号地或反相抵消。

在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述控制电路包括：第一开关管，控制端为控制信号输入端，一个信号端与所述第一偏置电路中第一偏置电流源的一端连接，另一个信号端与地连接；所述第一偏置电路包括：所述第一偏置电流源，另一端与所述输入电路中NPN型三极管的发射极连接；所述第二偏置电路包括：第二偏置电流源，一端与所述缓冲器的电压源连接，另一端与所述缓冲器的输出端连接；所述反偏电路包括：电阻，一端连接反偏电压输出端，另一端连接所述第一偏置电路和所述输入电路连接形成的节点；所述输入电路包括：所述NPN型三极管，基极为所述衰减信号的输入端，集电极与所述缓冲器的电压源连接；所述输出电路包括：PN结，P端与所述缓冲器的输出端连接，N端连接所述第一偏置电路和所述输入电路连接形成的节点；所述隔离电路包括：第二开关管，控制端为控制信号输入端，一个信号端连接所述第一偏置电路和所述输入电路连接形成的节点，另一个信号端与交流地或信号地或反相信号节点连接，其中，所述第二开关管的开关状态与所述第一开关管的开关状态相反。