專利名稱：應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移消除電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移消除電路(DCoffset cancelling circuit)，特別是關(guān)于一種使用完成濾波器功能的IC內(nèi)部電容(MOS電容)的直流偏移消除電路。
可變增益放大器(Variable Gain Amplifier；VGA)必須運用于通過電路線傳輸?shù)募矣镁W(wǎng)絡(luò)收發(fā)器中，該可變增益放大器可在解調(diào)過程中將輸入信號放大至系統(tǒng)所需的電平。但該可變增益放大器在應(yīng)用時有一固有偏移(intrinsic offset)存在于內(nèi)部的運算放大器的差動對輸入端，且該固有偏移的電平可由數(shù)毫伏(mV)變化至數(shù)十毫伏。對一有線或無線傳輸而言，該可變增益放大器的最大增益甚至可達(dá)到數(shù)十dB，因此該固有偏移經(jīng)增益放大后勢必會影響傳輸信號的還原能力，且影響到操作時的動態(tài)范圍及信噪比等參數(shù)的特性。一種消除固有偏移電路如

圖1(a)所示，在A.Parssinen etd的文章“用于WCDMA的2GHz寬帶直接轉(zhuǎn)換接收器(A 2-GHz Wide-Band Direct ConversionReceiver for WCDMA Application)”中進(jìn)行了說明，其刊登于1999年12月IEEE刊物《晶體管電路》(IEEE J.Solid-State Circuits)第34卷1893～1903頁上。在圖1中，通過一運算放大器、電阻和電容的組合電路構(gòu)成一閉環(huán)反饋回路(closed loop feed-back path)11以消除該固有偏移。由于該已知的閉環(huán)反饋回路11執(zhí)行一低通主動RC濾波器(low-pass active-RC filter)的功能，因此內(nèi)含的電容器Cext13勢必很大且需置于芯片的外部。對芯片設(shè)計而言，即需提供更多的輸入、輸出腳以連接該外部電容Cext13，不僅設(shè)計上較復(fù)雜，且成本也較高。
另一種消除固有偏移電路如圖1(b)所示，公開于C.Dennis Hull等人的文章“用于900MHz(ISM波段)的擴(kuò)頻數(shù)字無繩電話的直接轉(zhuǎn)換接收器(A Direct Conversion Receiver for 900MHz(ISM Band)Spread-Spectrum Digital Cordless Telephone)”，其發(fā)表于1996年12月的IEEE刊物《晶體管電路》(IEEE J.Solid-State Ciruits)第31卷，第12期，1995～1963頁。該結(jié)構(gòu)也是通過一運算放大器、電阻和電容的組合電路構(gòu)成一閉環(huán)反饋回路12以消除該固有偏移。如前所述，該反饋回路所內(nèi)含的電容器Cext13勢必很大且需置于芯片的外部。對芯片設(shè)計而言，即需提供更多的輸入、輸出腳以連接該外部電容，不僅設(shè)計上較復(fù)雜，且成本亦較高。
本發(fā)明的第一目的是消除可變增益放大器的固有偏移。
本發(fā)明的第二目的是提供一具有較少I/O腳的直流偏移消除電路。
本發(fā)明的第三目的是提供一設(shè)計較簡單且成本較低的直流偏移消除電路。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移消除電路，其結(jié)合一跨導(dǎo)放大器(transconductanceamplifier)及至少一內(nèi)部電容用作一濾波器的功能。該跨導(dǎo)放大器的輸入端電連接至該可變增益放大器的輸出端，且該跨導(dǎo)放大器和該至少一內(nèi)部電容的輸出端電連接至該可變增益放大器的輸入端而形成一反饋回路，為配合該直流偏移消除的功能，該可變增益放大器在輸入端另加入一輔助差動對。
本發(fā)明的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移消除電路包含一跨導(dǎo)放大器、至少一內(nèi)部電容及一輔助差動對。該跨導(dǎo)放大器電連接至該可變增益放大器的輸出端，用于將電壓依一放大率轉(zhuǎn)換為電流。該至少一內(nèi)部電容電耦合至該跨導(dǎo)放大器的輸出，用于與該跨導(dǎo)放大器連接而具有一濾波器的功能。該輔助差動對位于該可變增益放大器的輸入端，電連接至該跨導(dǎo)放大器的輸出，且作為一電流開關(guān)。此外，該可變增益放大器至少包含一作為輸入級的第一放大器，且該輔助差動對內(nèi)嵌于該第一放大器的輸入端。該跨導(dǎo)放大器及該至少一內(nèi)部電容內(nèi)嵌于一芯片之內(nèi)。
本發(fā)明將依照附圖來說明，其中圖1(a)及(b)是已知的可變增益放大器的直流偏移消除電路；圖2為本發(fā)明的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移消除電路的示意圖；圖3是本發(fā)明的包含輔助差動對的第一放大器的電路圖；及圖4是本發(fā)明的可變增益放大器的頻率響應(yīng)圖。
圖2為本發(fā)明的應(yīng)用于可變增益放大器25的直流偏移消除電路26的示意圖。該可變增益放大器25包含一第一放大器21、一第二放大器22、多個切換開關(guān)201～208及多個電阻。該直流偏移消除電路26包含一跨導(dǎo)放大器23及至少一內(nèi)部電容24。該切換開關(guān)201～204用于調(diào)整該第一放大器21的可變增益。例如若該切換開關(guān)201導(dǎo)通則增益加大，若該切換開關(guān)202導(dǎo)通則增益減小。該切開關(guān)換205～208用于調(diào)整該第二放大器22的可變增益。例如若該切換開關(guān)205導(dǎo)通則增益加大，若該切換開關(guān)207導(dǎo)通則增益減小。該跨導(dǎo)放大器23按照一放大率將該第二放大器22的電壓輸出轉(zhuǎn)換成電流輸出。該跨導(dǎo)放大器23的輸出與至少一內(nèi)部電容24耦合，且反饋至該第一放大器21的輸入端，用以消除該可變增益放大器的直流偏移。該跨導(dǎo)放大器23與該內(nèi)部電容24耦合以作為一Gm-C濾波器，且該內(nèi)部電容24僅須使用約10pF的電容量即可。因為該內(nèi)部電容量很小，因此可容易地制作于IC內(nèi)部，且不占據(jù)任何輸出、輸入腳的個數(shù)。
圖3為本發(fā)明的包含輔助差動對的第一放大器21的電路圖。該電路為一已知的放大器電路32加上一輔助差動對接至該跨導(dǎo)放大器23的輸出端。
圖4為本發(fā)明的可變增益放大器的頻率響應(yīng)圖，其中第一曲線41為該可變增益放大器的頻率響應(yīng)，且第二曲線42為該第一放大器21的頻率響應(yīng)，由圖4中可發(fā)現(xiàn)本發(fā)明僅使用該跨導(dǎo)放大器23和該內(nèi)部電容24即可產(chǎn)生一具有10MHz頻寬的特性。
本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點已如上所述，然而本專業(yè)技術(shù)人員仍可能基于本發(fā)明的示例和說明而作種種不背離本發(fā)明精神的替換及修改；因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實施例所說明的內(nèi)容，而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換及修改，并為以下的權(quán)利要求范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移消除電路，包含一跨導(dǎo)放大器，電連接至該可變增益放大器的輸出端。用于將電壓按照一放大率轉(zhuǎn)換為電流；至少一內(nèi)部電容，電連接至該跨導(dǎo)放大器的輸出，用于與該跨導(dǎo)放大器耦合而產(chǎn)生一濾波器的功能；及一輔助差動對，位于該可變增益放大器的輸入端，電連接至該跨導(dǎo)放大器的輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移消除電路，其中該可變增益放大器至少包含一作為輸入級的第一放大器，且該輔助差動對內(nèi)嵌于該第一放大器的輸入端。
3.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移消除電路，其中該跨導(dǎo)放大器及該至少一內(nèi)部電容內(nèi)嵌于一芯片之內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移消除電路，其中該至少一內(nèi)部電容僅須10pF以下的電容量。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種應(yīng)用于可變增益放大器的直流偏移消除電路,其結(jié)合一跨導(dǎo)放大器及至少一內(nèi)部電容作為一濾波器的功能。該跨導(dǎo)放大器的輸入端電連接至該可變增益放大器的輸出端,且該跨導(dǎo)放大器的輸出端電連接至該可變增益放大器的輸入端而形成一反饋回路。為配合該直流偏移消除的功能,該可變增益放大器在輸入端另加入一輔助差動對以作為一電流開關(guān)。
文檔編號H03G3/30GK1369963SQ01104009
公開日2002年9月18日 申請日期2001年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月14日
發(fā)明者姚啟泰, 沈威辰, 劉鴻志 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司