[发明专利]一种新型宽可变增益低相移可变增益放大器

说明书

本发明属于无线通信技术领域，涉及可变增益放大器(VGA)，具体为一种新型宽可变增益低相移可变增益放大器。本发明采用两个可变增益级串联结构，并使用电流复用结构，显著提高了放大器的可调增益范围；并且，两级可变增益级可以分别由不同的外部电源控制；同时，采用本发明宽可变增益低相移可变增益放大器结构，能够在版图中加入电容消除技术，显著降低各端口耦合电容对于放大器相位的影响，降低可变增益放大器的插入相移。综上，本发明在保证宽可变增益的同时，简化了电路结构，降低了插入相移。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及可变增益放大器(VGA)，具体为一种新型宽可变增益低相移可变增益放大器。

背景技术

随着社会的发展，人们对于无线通信技术的需求越来越高；相控阵技术相较于传统的机械扫描，具有速度快、灵活性高的优点，被广泛应用在无线通信当中。而在相控阵技术中，对于旁瓣波束的抑制和各列的相位控制有很高的要求，需要使用高性能可变增益放大器(VGA)来实现；但是，可变增益放大器本身的附加相移会影响整体电路的性能，影响波束指向方向。

为了解决上述问题，一些相位补偿结构被提出。如图6所示，是一种基于锗硅晶体管工艺的可变增益放大器；其中，Q₁、Q₂组成了输入级，Q₃、Q₄、Q₅、Q₆为电流控制部分，Q₇、Q₈为预失真部分，产生V_B、-V_B来控制控制Q₃、Q₄、Q₅、Q₆部分的增益；Q₉、Q₁₀、Q₁₁、Q₁₂组成共源共栅级，控制电压V_C和-V_C使Q₉、Q₁₀晶体管与Q₁₁、Q₁₂晶体管交替导通，产生了相位翻转的特性；L_L、C_L、R_L组成调谐负载将信号电流转换为电压；基于发射器跟踪器Q₄₅和Q₄₆的输出缓冲区将可变增益放大器与输出连接起来，以便进行测试；采用电阻路实现输出匹配，直流电流源Icmp和Ip为相移补偿电路。

上述方案通过外部接入Icmp，改变Q₃的偏置电流，针对电流增益相位对增益幅值变化的敏感度降低；Q₃的偏置电流减小时，通过Q₉的集电极电流也减小，Q₉的跨导也减小；因此，电流增益公式的极点移到较低的频率，造成的放大器输入/输出相移的增加；为了补偿这一效应，就引入了Icmp。当增益降低时，Q₅的寄生电容效应越发明显，造成了更大的附加相移，上述方案通过引入Ip来补偿这一效应。

综上，在传统的可变增益放大器中，通过控制尾电流的大小，就可以实现对于差动放大对的增益控制，从而实现可变增益；但是，在较高的频段下，电路的寄生参数对于整体电路的影响将会变大，不同端口间寄生电容和寄生电感将产生反馈环路，带来较高的附加相移。传统的可变增益放大器往往采用额外的电流源来抵消寄生参数产生的效应，减小附加相移的影响；但是，这些结构往往带来电路面积增大和额外功耗等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的问题，本发明提供一种新型宽可变增益低相移可变增益放大器，采用两个可变增益级串联结构，提高了放大器的可调增益范围，并且采用本发明结构能够运用寄生参数消除技术，减少寄生电容和寄生电感带来的附加相移；在保证宽可变增益的同时，简化了电路结构，降低了插入相移。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种新型宽可变增益低相移可变增益放大器，由依次连接的输入级、第一级放大电路、第二级放大电路与输出级构成；其特征在于，