[实用新型]用于射频芯片第一级的数控衰减器

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于射频芯片第一级的数控衰减器,属于电子通信技术领域。

背景技术

目前，衰减器是实现增益控制功能的一种电路，在电子通信系统中起着非常重要的作用，主要用于调节信号的大小以方便后级电路进行处理。衰减器的存在使得通信系统能够在输入信号幅度变化很大的情况下输出信号幅度保持恒定或仅在较小范围内变化并不至于因为输入信号太大而使接收机或发射机发生饱和或堵塞。

现有传统的通信系统中，尤其是大功率信号系统使用的衰减器通常是单独的衰减器芯片，其利用砷化镓工艺的高电子迁移率晶体管或是用PIN二极管来实现高性能。但是，砷化镓工艺和PIN二极管技术和当今广泛采用的CMOS、BiCOMS工艺难以兼容，难以集成到同一款射频芯片中，这使得现有传统的通信系统存在着兼容性差、集成度低、成本高、系统设计复杂等缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够克服上述技术问题的用于射频芯片第一级的数控衰减器，本实用新型是通过以下的技术方案实现的：

本实用新型的用于射频芯片第一级的数控衰减器由依次连接的输入端、电阻R2、旁路电路模块(Bypass)、6dB衰减模块、1dB衰减模块、2dB衰减模块、4dB衰减模块、8dB衰减模块、10dB衰减模块、电阻R39以及输出端构成；工作频率为30M～400MHz，衰减范围0～31dB，步进1dB。所述旁路电路模块是：在衰减器发生故障或不需要衰减器工作时提供信号通路的电路。

所述电阻R2和电阻R39主要提供输入端和输出端到地的通路以保证本实用新型的用于射频芯片第一级的数控衰减器不工作时电路里没有电荷积累。

本实用新型的控制信号有6位，一位是专门的Bypass信号，其余分别为1dB、2dB、4dB、8dB、以及16dB衰减的控制信号，其中16dB的衰减是通过6dB衰减模块和10dB衰减模块同时工作完成的，因此正向控制端2和正向控制端7接的是同样的信号，反向控制端2和反向控制端7接的是同样的信号。将16dB衰减量分成两级做能够消除后级LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)以及其他衰减模块对16dB衰减量的影响，保证最大衰减时的增益曲线平坦度。

所述6dB衰减模块、1dB衰减模块、2dB衰减模块、4dB衰减模块、8dB衰减模块和10dB衰减模块均采用Π型电阻衰减网络，控制开关采用衬底和源极短接的NMOS晶体管，并且每个NMOS晶体管用N型深阱(Deep NWell)在版图上进行隔离，衬源短接能够极大地提高衰减器的线性度，Deep NWell能够降低高频时其他版图寄生元件对NMOS晶体管自身的影响，通过NMOS晶体管的打开或者关闭，各个衰减模块处于工作或者旁路状态，从而组合完成0～31dB的衰减量。

0dB衰减量由旁路电路模块(Bypass)来实现，这是因为由于衰减器串联级数较多，不衰减时插损较大，因此本实用新型设置了旁路电路模块，只采用一个NMOS晶体管M1，以求降低不衰减时的插入损耗，达到最低衰减量；R1为NMOS晶体管M1的栅极输入电阻，起滤波和防止击穿的作用。正向控制端1为Bypass信号经过两级反相器之后的驱动信号。

1dB衰减模块由依次连接的电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14，NMOS晶体管M5、NMOS晶体管M6、NMOS晶体管M7、正向控制端3以及反向控制端3构成；正向控制端3外接1dB衰减控制信号经过两级反相器之后的驱动信号，反向控制端3外接Bypass信号与1dB衰减信号经过或非门之后的驱动信号，这样才能够保证衰减器Bypass状态时1dB衰减模块绝对不工作。电阻R10、电阻R13、电阻R14构成衰减电阻网络，NMOS晶体管M5关闭，NMOS晶体管M6、NMOS晶体管M7导通的时候，电阻衰减网络工作，完成1dB的衰减量，反之，当NMOS晶体管M5开启，NMOS晶体管M6和NMOS晶体管M7关闭的时候，1dB衰减模块不工作；电阻R15、电阻R17、电阻R18分别为NMOS晶体管M8、NMOS晶体管M9、NMOS晶体管M10的栅极输入电阻，电阻R15、电阻R17、电阻R18主要起滤波和防止击穿的作用。