[发明专利]具有加权位的高分辨率衰减器或移相器

说明书

提供高分辨率的数字步进衰减器(DSA)和数字移相器(DPS)多级电路架构。实施方式使用抖动方法来对位位置进行加权以提供比最低定值单个级更精细的分辨率。确定用于级的位位置权重以使得能够选择提供期望的总衰减或相移范围的n个位位置的组合，同时允许利用可用的大量状态(2n)以产生衰减或相移的分数中间步长。分数中间步长具有比最低定值级更精细的分辨率。可以使用加权函数来确定位位置权重，该加权函数包括根据线性级数、几何级数、调和级数或这些级数的交替变型确定的权重。在一些实施方式中，至少一个位位置具有未通过位位置加权函数确定的固定值。

相关申请的交叉引用

本申请要求以下专利申请的优先权，以下专利申请被转让给本发明的受让人，以下专利申请的内容通过引用整体并入本文：于2018年6月20日提交的题为“HighResolution Attenuator or Phase Shifter with Weighted Bits”的美国专利申请序列号16/013,844。

背景技术

(1)技术领域

本发明总体上涉及电子电路，并且更特别地，本发明涉及电子衰减器和/或移相电路。

(2)背景技术

数字步进衰减器

数字步进衰减器(digital step attenuator,DSA)是以离散步长降低信号功率而不使其波形明显失真的电子装置。DSA经常与诸如用于广播无线电的收发器、蜂窝电话和基于RF的数字网络(例如，蓝牙、Wi-Fi)的射频(RF)系统一起使用。

典型的DSA包括串联级联的可切换双态衰减器级。例如，图1是现有技术的二进制加权DSA100的示意图。示出了四个串联连接的衰减器级102a至衰减器级102d。在将所提供的控制字解码成各个控制线106的选择器104的控制下，每个衰减器级102a至衰减器级102d可以被切换到有效的“衰减”状态或“旁路”状态(也称为“参考状态”)。可以认为每个衰减器级102a至衰减器级102d具有与一个单独的控制线106相关联的“位(bit)位置”。在该示例中，应用于选择器104的4位控制字可以以最小步长大小1dB设置从没有添加衰减(即，旁路状态中的所有级)到15dB衰减(即，衰减状态中的所有级)的16种衰减组合。

可以用包括桥接T型衰减器、T型衰减器、pi型衰减器和L-pad(L垫)型衰减器的各种电路来实现各个衰减器级102a至衰减器级102d。例如，图2A是现有技术桥接T型衰减器200的示意图。当旁路开关SwB被设置成传导信号并且分路开关SwSh被设置成阻断信号时，施加在输入(In)端口处的信号被传导至输出(Out)端口，并且桥接T型衰减器200处于参考状态。当旁路开关SwB被设置成阻断信号并且分路开关SwSh被设置成传导信号时，施加在输入端口处的信号由于串联Rs与分路Rsh电阻器彼此的相互作用以及与阻抗Z₀的相互作用而在输出端口处以已知方式衰减，并且桥接T型衰减器200处于衰减状态。衰减程度由Rs和Rsh电阻器的值确定。

作为衰减器级的另一示例，图2B是现有技术pi型衰减器210的示意图。如图2A所示，当旁路开关SwB被设置成传导信号并且成对的分路开关SwSh被设置成阻断信号时，施加在输入端口处的信号被传导至输出端口，并且pi型衰减器210处于参考状态。当旁路开关SwB被设置成阻断信号并且分路开关SwSh被设置成传导信号时，施加在输入端口处的信号由于串联Rs与分路Rsh电阻器的相互作用而在输出端口处以已知方式衰减，并且pi型衰减器210处于衰减状态。同样，衰减程度由Rs和Rsh电阻器的值确定。