[发明专利]一种dB线性超宽带可变增益放大器

摘要

本发明公开了一种dB线性超宽带可变增益放大器。该可变增益放大器由可变跨导放大器单元、可变负载阻抗单元和增益控制单元组成。所述的可变跨导放大器单元将输入电压信号转换成电流信号，该电流信号经由所述的可变负载阻抗单元转换成电压信号输出。可变跨导放大器单元和可变负载阻抗单元均由尾电流源偏置，该尾电流源的电流值均由所述的增益控制单元控制，故可变跨导放大器单元和可变负载阻抗单元的跨导由增益控制单元调节。增益由可变跨导放大器单元与可变负载阻抗单元的跨导之比决定，增益控制单元合适地调节其跨导即可得到dB线性控制特性。

主权项

一种dB线性超宽带可变增益放大器，其特征在于：主要由差分共射极可变跨导放大器单元、差分可变负载阻抗单元和增益控制单元组成；其中差分共射极可变跨导放大器单元将差分输入信号转换为差分电流信号，所述差分电流信号经由差分可变负载阻抗单元转换成差分电压信号输出；所述的差分共射极可变跨导放大器单元主要由npn晶体管Q1、Q2和起偏置作用的第一尾电流源组成，其中npn晶体管Q1、Q2完全匹配构成信号放大管对，发射极共接所述第一尾电流源，差分输入信号通过相等数值的隔直电容连接在所述信号放大管对的基极上，基极还分别经由数值相等的电阻偏置于固定电压Vbias2上，集电极作为该dB线性超宽带可变增益放大器的输出端，通过隔直电容输出差分电压信号；所述的差分可变负载阻抗单元主要由两对采用二极管连接的npn晶体管和起偏置作用的第二尾电流源组成；第一对二极管连接的npn晶体管Q3、Q4的基极和集电极连接在供电电源VDD上，发射极连接在所述信号放大管对相应的集电极上；第二对二极管连接的npn晶体管Q5、Q6的基极和集电极也连接在所述信号放大管对相应的集电极上，发射极接所述第二尾电流源；所述二极管连接是指晶体管的基极与集电极相连接；所述第一尾电流源和第二尾电流源的电流值由所述增益控制单元分别控制；增益控制单元包含有一个指数关系电流发生器，指数关系电流发生器包括完全匹配的npn晶体管Q9和npn晶体管Q10、一个固定阻值的电阻R1和产生电流控制信号Icnt的电流沉；npn晶体管Q9的基极连接在电阻R1的一端和固定电压Vbias1上，npn晶体管Q10的基极连接在电阻R1的另一端和电流沉的正端，Q9的发射极、Q10的发射极和电流沉的负端均接地，npn晶体管Q9的集电极电流I9与npn晶体管Q10的集电极电流I10之比为指数关系；通过电流镜的操作使得大小为(I9‑I10)即I9·(1‑exp(‑Icnt·R1))的电流复制到所述第二尾电流源，集电极电流I10放大设定倍数复制到所述第一尾电流源。