[发明专利]一种高线性度的可变增益放大器以及电子装置

说明书

本文揭示了一种可变增益放大器和电子装置，其中，该可变增益放大器包括：第一跨导级电路和第二跨导级电路，该第一跨导级电路包括：第一放大电路和第二放大电路，该第二跨导级电路包括：第三放大电路和第四放大电路，该第一放大电路和该第四放大电路构成差分输入对，该第二放大电路和该第三放大电路构成差分输入对；其中，所述第一放大电路，所述第二放大电路，所述第三放大电路和所述第四放大电路中的每个放大电路包括：多个并联的晶体管，且所述多个晶体管的偏压控制相互独立。通过对多个晶体管分别进行偏压控制，可以改善可变增益放大器的线性度。

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种高线性度的可变增益放大器及电子装置。

背景技术

自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)系统在诸如通信产品，存储器件，无线收发机等电子产品中有着广泛的应用。在AGC系统中，通常采用可变增益放大器(Variable Gain Amplifier，VGA)对不同幅度的输入信号进行放大，从而在VGA的输出端输出具有恒定幅度的信号。

随着第五代移动通信(5G)技术的发展，包括相控阵天线等多输入多输出(MIMO)技术将会广泛应用，相应的，阵天线技术等，对VGA的性能提出了新的要求，其除了应具备增益控制的功能外，还需具备保持不同增益状态下输出相位恒定的功能。

现有技术中，为了实现对VGA增益的有效控制通，常采用以下两种VGA结构：

第一种，电流舵(Current Steering)型可变增益放大器。

如图1所示，其中，I表示电流源，R为上拉电阻，Q0～Qn1、Q1N～Q2N表示晶体管(如三极管或者MOS管等)。该VGA的工作原理为：通过控制该VGA电路中的各共栅管(如Q0～Q2N)的导通与截止，实现信号的分流，进而实现对放大器增益的有效控制。

但是，在不同增益状态下，由于该VGA的输出节点A处接入的共栅管数量是不一样的，使得该VGA的输出节点A处的输出电容会随着该VGA增益的变化而变化，从而导致该VGA的输出相位也会随着该放大器的增益不断变化，因而无法在不同增益状态下保持输出相位的恒定。

第二种，偏压控制型可变增益放大器。

如图2所示，其中，R表示偏置电阻，Q1、Q2表示晶体管(如三极管或者MOS管等)，V_b1表示偏置电压。该VGA的工作原理可为：通过改变Q1的偏置电压V_b1，对该VGA的输出电流进行控制，以控制该VGA的输入级跨导，进而实现对该VGA增益的有效控制。

但是，由于晶体管自身的结电容和寄生电容在不同的偏置电流下具备不同的电容值，从而使得该VGA的输出相位会随着偏置电流的变化而变化，同样存在在不同增益状态下，无法保持输出相位恒定的问题。

申请人于2016年5月31日在中国专利局提出的专利申请(申请号：201610379333.9)中，提出了一种在可变增益放大器的输入级增加相位补偿网络的方案，使得可变增益放大器在不同的增益状态下，均能保证输出相位的恒定。

申请人进一步研究发现，这种方案存在线性度随着增益切换而恶化的问题，并且这一问题会随着频率的提升而更加严重。因此，亟需设计一种能够避免线性度随增益变化而恶化的VGA，以满足5G技术对相位恒定的需求。

申请内容

本申请实施例提供了一种新的可变增益放大器的电路结构，可以使得可变增益放大器在不同增益状态下，都具有较好的线性度，进而保证可变增益放大器的输出相位的恒定。