CN102754338A - 具有伺服控制回路的对数均方功率检测器 - Google Patents
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Abstract
一种可变增益放大器包括：多个放大元件，被布置成生成RF输入信号的在多个节点的放大表示。多个可控响应元件中的每个都具有与节点中的不同一个耦合的输入以接收RF输入信号的放大表示中的不同一个。缩放因子生成器耦合到每个可控响应元件。缩放因子生成器接收增益控制信号并且生成用于变化每个可控响应元件的响应的缩放因子信号，使得随着缩放因子生成器扫过增益控制信号的全范围，每个可控响应元件的响应连续地平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至更低电平以产生缩放输出。求和元件耦合到可控响应元件用于组合可控响应元件的缩放输出以生成可变增益放大器的具有给定增益范围的输出。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求来自标题为Logarithmic Mean-Square Power Detector with Servo Control Loop、于2009年11月23日提交的美国临时专利申请号61/263,684的优先权，通过引用将其结合于此。
背景技术
存在其中希望测量射频（RF）信号的平均功率电平的许多应用。例如在现代无线通信系统（诸如蜂窝电话网络）的传输和接收链两者中的RF信号功率测量和控制可能是必需的。为了高效使用可用带宽，可以使用复杂调制方案（诸如码分多址（CDMA）、宽带码分多址（WCDMA）或者全球微波接入互操作性（WiMAX））来调制这些系统中的传输信号。这些复杂调制信号具有定义为信号的峰均功率比的时变波峰因数（crest factor）。如果常规功率检测器用来测量调制信号的信号功率，则可能造成不可容许的误差。
发明内容
根据一个或者多个实施例的一种可变增益放大器包括：多个放大元件，被布置成生成RF输入信号的在多个节点的放大表示。多个可控响应元件中的每个具有与节点中的不同一个耦合的输入以接收RF输入信号的放大表示中的不同一个。缩放因子生成器耦合到每个可控响应元件。缩放因子生成器接收增益控制信号并且生成用于变化每个可控响应元件的响应的缩放因子信号，使得随着缩放因子生成器扫过增益控制信号的全范围，每个可控响应元件的响应连续地平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至更低电平以产生缩放输出。求和元件耦合到可控响应元件用于组合可控响应元件的缩放输出以生成可变增益放大器的具有给定增益范围的输出。
根据一个或者多个进一步实施例的一种可变增益放大器包括：多个放大元件，被布置成生成RF输入信号的在多个节点的放大表示。可变增益放大器也包括多个跨导元件，每个具有与节点中的不同一个耦合的输入以接收RF输入信号的放大表示中的不同一个。跨导元件将RF输入信号的放大表示的电压电平转换成电流电平。可变增益放大器也包括多个可控选择器元件，每个具有与多个跨导元件中的不同一个的输出耦合的输入以接收RF输入信号的放大表示的电流电平。缩放因子生成器耦合到每个可控选择器元件。缩放因子生成器接收增益控制信号并且生成用于变化每个可控选择器元件的响应的缩放因子信号，使得随着缩放因子生成器扫过增益控制信号的全范围，每个可控选择器元件的响应连续地平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至更低电平以产生缩放输出。求和元件耦合到多个可控选择器元件用于组合多个可控选择器元件的缩放输出以生成可变增益放大器的具有给定增益范围的输出。
根据一个或者多个实施例的一种放大RF输入信号的方法包括以下步骤：（a）生成RF输入信号的多个放大表示；（b）通过在扫过增益控制器信号的全范围时连续地将RF输入信号的放大表示中的每个放大表示平滑地增加至峰值并且随后将它平滑地减少至更低电平以产生缩放输出来基于增益控制信号可变地缩放RF输入信号的放大表示中的每个放大表示；并且（c）组合缩放输出以生成具有给定增益范围的输出。
根据一个或者多个进一步实施例的一种放大RF输入信号的方法包括以下步骤：（a）生成RF输入信号的多个放大表示；（b）将RF输入信号的放大表示的电压电平转换成电流电平；（c）通过在扫过增益控制器信号的全范围时连续地将电流电平平滑地增加至峰值并且随后将它平滑地减少至更低电平以产生缩放输出来基于增益控制信号可变地缩放RF输入信号的放大表示中的每个放大表示的电流电平；并且（d）组合缩放输出以生成具有给定增益范围的输出。
根据一个或者多个实施例的一种均方功率检测器包括可变增益放大器、平方功率检测器和积分器。可变增益放大器包括：多个放大元件，被布置成生成RF输入信号的在多个节点的放大表示。多个可控响应元件中的每个具有与多个节点中的不同一个耦合的输入以接收RF输入信号的放大表示中的不同一个。可变增益放大器也包括：缩放因子生成器，耦合到每个可控响应元件。缩放因子生成器接收增益控制信号并且生成用于变化每个可控响应元件的响应的缩放因子信号，使得随着缩放因子生成器扫过增益控制信号的全范围，每个可控响应元件的响应连续地平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至更低电平以产生缩放输出。求和元件耦合到可控响应元件用于组合可控响应元件的缩放输出以生成可变增益放大器的具有给定增益范围的输出。平方功率检测器耦合到可变增益放大器用于根据可变增益放大器的输出产生检测信号。积分器耦合到平方功率检测器用于对从平方功率检测器接收的检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供RF输入信号的均方或者均方根的表示。
根据一个或者多个进一步实施例的一种均方功率检测器包括可变增益放大器、平方功率检测器和积分器。可变增益放大器包括：多个放大元件，被布置成生成RF输入信号的在多个节点的放大表示。可变增益放大器也包括：多个跨导元件，每个具有与节点中的不同一个耦合的输入以接收RF输入信号的放大表示中的不同一个。跨导元件将RF输入信号的放大表示的电压电平转换成电流电平。可变增益放大器也包括：多个可控选择器元件，每个具有与跨导元件中的不同一个的输出耦合的输入以接收RF输入信号的放大表示的电流电平。缩放因子生成器耦合到每个可控选择器元件。缩放因子生成器接收增益控制信号并且生成用于变化每个可控选择器元件的响应的缩放因子信号，使得随着缩放因子生成器扫过增益控制信号的全范围，每个可控选择器元件的响应连续地平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至更低电平以产生缩放输出。求和元件耦合到可控选择器元件用于组合可控选择器元件的缩放输出以生成可变增益放大器的具有给定增益范围的输出。平方功率检测器根据可变增益放大器的输出产生检测信号。积分器对从平方功率检测器接收的检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供RF输入信号的均方或者均方根的表示。
在下文详细描述中提供了本发明的各种实施例。如将认识的那样，本发明能够有其他和不同实施例，并且它的若干细节可能能够在各种方面有都未脱离本发明的修改。因而附图和描述将视为性质上为示例并且非约束或者限制意义而在权利要求书中指示本申请的范围。
附图说明
图1是图示了均方功率检测器的框图。
图2是图示了均方功率检测器的框图。
图3是图示了均方功率检测器的框图。
图4是图示了根据本发明一个或者多个实施例的均方功率检测器的框图。
图5是图示了根据本发明一个或者多个进一步实施例的均方功率检测器的框图。
图6是图示了根据本发明一个或者多个进一步实施例的均方功率检测器的框图。
图7是图示了根据本发明一个或者多个进一步实施例的均方功率检测器的框图。
图8是图示了根据本发明一个或者多个进一步实施例的均方功率检测器的框图。
图9是图示了根据本发明一个或者多个进一步实施例的均方功率检测器的框图。
相似标号一般表示附图中的相似部分。
具体实施方式
本发明的各种实施例涉及如下检测器电路，这些电路接受调制或者未调制RF输入信号并且提供作为RF输入信号电压的平方均值的对数的准线性函数而变化的输出。检测器电路提供一般随着RF信号的均方（MS）电压而以dB为单位线性变化的输出。电路可以提供具有改进的输出线性的、针对输入信号的功率检测的宽动态范围。
图1图示了均方检测器（MSD）100的框图，该MSD包括：整流（即平方）功率检测器102，具有用于检测输入信号电平的平方范围；模拟比较器（即减法器）104，用于比较检测的信号电平与参考电平110；以及积分器106，具有用于平均检测的信号电平以生成均方输出的内部或者外部电容器。MSD 100也包括通过将积分器106的输出连接到平方检测器102的缩放控制输入而形成的伺服反馈回路108。积分器106的高增益通过调整平方检测器102的缩放输入来保持平方检测器102的输出的平均值（该平均值是输入信号的均方）等于或者近似等于参考输入110，从而导致伺服控制回路。在伺服回路中，如果RF输入功率增加则缩放因子减少（假设平方检测器输出随着缩放因子增加而增加），从而将平方检测器的平均输出近似保持于恒定值。类似地，缩放因子应当针对减少输入功率而增加。伺服控制回路108由此迫使平方检测器102在受控输出操作点操作。
图2图示了均方功率检测器200的框图。MS功率检测器200使用可变增益放大器（VGA）202和恒定缩放因子平方功率检测器204（而不是图1中所示具有可变缩放因子的平方功率检测器102）。在这一实施例中，向VGA 202馈送RF输入信号，并且来自积分器206的输出的反馈信号用来通过反馈回路206控制VGA 202的增益。经由通过调整反馈信号来扫过VGA 202的增益范围，可以在依次变化的增益电平获得RF输入信号的表示。VGA 202的输出驱动平方功率检测器204。由于伺服反馈回路206，驱动检测器输出的平均值以近似匹配于参考信号208，并且因此MS功率检测器200可以在系统输出信号（该信号是积分器206输出的平均功率输出信号）选择VGA 202的如下增益电平时达到稳定状态，该增益电平造成检测器输出信号近似等于参考信号208。
可以针对VGA 202选择各种线性或者非线性控制特性以获得在系统RF输入信号与检测的输出电压（代表输入信号的均方或者均方根功率）之间的不同传递函数。例如，如果VGA具有指数增益控制，则均方检测器系统可以提供作为RF输入信号电压的平方均的值对数的准线性函数而变化的输出。换而言之，电路200可以提供一般随着RF信号的MS电压而以dB为单位变化的输出。由于数的平方根对数简单地为该数的对数的一半，所以这一dB线性输出也可以充当使用输出缩放因子1/2的对RF信号的均方根（RMS）的测量。
图3是包括指数受控（dB线性）VGA 302的均方功率检测器300的框图。VGA 302包括电阻梯形衰减器304、具有可变缩放因子的跨导元件306、用于生成控制跨导元件306的信号的缩放因子生成器308和从求和器312接收跨导元件306的求和输出的固定增益放大器310。
在附图中示出了来自对跨导元件306的输出进行缩放的缩放因子生成器308的控制电流为如下高斯形（钟型（bell type））波形，这些波形造成跨导元件306平滑“接通”至最大标度并且在达到这一最大值之后平滑“关断”。缩放因子由如下增益控制信号控制，在该信号可用范围中扫描时其以渐进方式激活和解激活连续跨导元件306。由于选择接收更多衰减抽头的跨导元件306（通过相对于其他跨导元件增加它们的缩放因子），所以平滑地降低VGA 302的总增益。
所有跨导元件306的输出由求和器312相加（在这一实施例中连接所有输出节点用于在电流域中求和）,从而代表所选衰减电平。所得求和输出由固定增益放大器310放大以获得最终放大/衰减范围。例如具有6dB抽头的8级梯形衰减器造成0dB到48dB的衰减范围。例如使用50dB固定放大器将造成2至50dB的总增益范围。
VGA 302的输出驱动平方功率检测器314。向积分器316馈送平方功率检测器314的输出。积分器316对从平方功率检测器314接收的检测信号与参考信号318之间的差进行积分以提供RF输入信号的均方或者均方根的表示。积分器316的输出通过反馈回路320可选地经由增益和缩放元件提供向缩放因子生成器单元308发送的缩放控制反馈信号。偏置生成元件326向积分器316提供输入用于温度补偿。
图4是图示了根据本发明一个或者多个实施例的均方检测器400的框图。均方检测器400包括VGA 402，该VGA 402与图3中所示均方检测器300的VGA 302主要以如下方式不同，其中获得VGA的放大/衰减范围。取代使用梯形衰减器，VGA 402将放大器404的串行链用于生成输入信号的在一系列节点或者抽头406的相互隔开具体放大量的渐进放大表示。如果假设有N个X dB增益级，则在最大放大与输入之间的以dB为单位的总比值为NX dB。有包括输入信号节点的（N+1）个增益抽头。
在图4的实施例中，差动实施放大器404。然而应当理解单端实施也是可能的。虽然未示出，但是可以在驱动链中的下一放大器404之前缓冲增益抽头406。可以使用适当偏置技术随着温度、电源和工艺变化而稳定抽头比值间隔X。
抽头406耦合到提供可变增益的跨导元件408的输入。缩放因子生成器412具有耦合到每个跨导元件408的输出。缩放因子生成器412响应于来自积分器416的增益控制信号来生成用于控制和变化每个跨导元件408的增益的信号。
求和器410将每个跨导元件408的输出相加。不同于图3的VGA 302，VGA 402不包括用于获得最终放大范围的固定增益或者高增益放大器，因为放大由放大器404的链提供。
在图4的附带图形中示出了缩放跨导元件408的输出的来自缩放因子生成器412的控制电流为高斯形（即钟型）波形。随着来自积分器416的增益控制信号扫过它的全范围，跨导元件408由控制电流选择性地和相继激活和解激活。连续的每个跨导元件408的响应平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至与相应控制电流的量值对应的更低电平。这造成跨导元件408平滑接通至最高增益并且在达到最大值之后平滑关断。由于接收更多放大抽头的跨导元件408是通过相对于其他跨导元件408增加它们的缩放因子来选择的，所以平滑地增加VGA 402的总增益。例如具有6dB抽头的8级放大器链造成0dB至48dB的总放大范围。
VGA 402的输出驱动平方功率检测器414。向积分器416馈送平方功率检测器414的输出。积分器416也接收参考电平信号418和偏置生成块420的输出用于温度补偿。
使用伺服反馈回路422，积分器416通过变化增益控制信号（该信号改变VGA 402的增益）来保持平方功率检测器输出的平均近似等于参考电平信号418与偏置生成块420的输出之和。例如，如果偏置生成块输出与参考电平信号之和等效于在平方功率检测器414在它的输入接收-10dBm信号时从它输出的平均值，则对于-30dB系统输入信号而言将VGA增益设置成20dB。
图5是图示了根据本发明一个或者多个实施例的均方检测器500的框图。如上文讨论的那样，图4的均方检测器400包括为跨导元件408生成如下控制电流（即缩放因子信号）的缩放因子生成器412，跨导元件408用与高斯曲线相似的传递函数缩放它们的输出，从而造成跨导元件在扫描缩放因子控制信号时的对称和平滑接通和关断。当锁定图4的实施例中的伺服反馈回路422时，VGA 402的输出由具有最高缩放因子的几个跨导元件408支配。跨导元件408的贡献由它们的相应输入信号电平和相应缩放因子确定。因此，来自缩放因子生成器412的对称控制电流固有地造成来自接收更高信号电平的跨导元件408的更大贡献，即使它们的缩放因子低于接收更低信号电平的跨导元件408。对于利用高波峰因数信号的操作，系统输入信号功率可以瞬时明显增加（多于10dB），并且这可能造成在放大链高端的提供最高放大电平的放大器404的饱和。如果接收这些饱和放大抽头的跨导元件408具有对VGA输出的明显贡献，则VGA 402的增益可能具有造成均方功率检测器系统的测量不准确的误差。
在图5中所示的实施例中，VGA 502包括被配置成向跨导元件408提供“倾斜”非对称高斯型缩放因子的缩放因子生成器504。使用如图5的附带图形中所示非对称缩放因子使得减少来自接收更高信号电平的跨导元件408的对VGA输出的贡献，由此增加接收更低信号电平的所选跨导元件408的贡献。这造成改进高波峰因数信号的检测准确性。
类似地，图3的功率检测器300的缩放因子生成器308也可以被配置成向跨导元件306提供倾斜非对称高斯型缩放因子。
图6是图示了根据本发明一个或者多个进一步实施例的均方检测器600的框图。在均方检测器600中，VGA 610包括每个具有固定缩放因子的多个跨导元件602。VGA 610也包括多个选择器元件604，每个选择器元件具有与跨导元件602之一的输出耦合的第一输入和与来自该缩放因子生成器606的输出耦合的第二输入。选择器元件604的输出由求和器608组合。
常规跨导元件包括用于针对输入信号的改进线性的电阻负反馈差动对或者多双曲正切偶极（multi-tanh doublet）。跨导元件应当利用大的信号电平范围线性地操作（具体用于操纵大波峰因数信号）。例如主导选择的跨导元件可以在锁定伺服回路时具有-10dBm的输入信号电平，并且这一元件可以在输入信号电平针对高波峰因数调制信号瞬时增加时接收15dB更高信号电平。然而当缩放常规负反馈跨导元件的操作电流电平时，它们的输入线性范围也改变，从而造成用于低操作电流电平的线性范围明显减少。图6的实施例的选择器元件604通过允许跨导元件针对不同缩放因子具有一般恒定的线性来克服这一潜在问题。具体而言，缩放因子生成器606变化每个选择器元件604的响应使得随着来自积分器的增益控制信号扫过它的全范围，每个选择器元件604的响应相继平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至更低电平。
虽然图6的附带图形图示了使用倾斜高斯缩放因子，但是应当理解也可以使用如图4中所示的生成对称高斯缩放因子的缩放因子生成器。
图7是图示了根据本发明一个或者多个进一步实施例的均方检测器700的框图。在图4、图5和图6中所示实施例中，当与在输入信号电平（以dBm为单位）与输出电压/电流电平（V/A）之间的理想dB线性传递函数相比时，将高斯或者倾斜高斯型缩放因子信号用于跨导元件或者选择器元件可能造成对数均方功率检测器的传递特性的周期偏差或者波动。可以通过对用于跨导元件或者选择器元件714的缩放因子施加非线性变换以获得来自VGA（或者从检测器系统RF输入功率电平（以dBm为单位）到均方检测器输出V或者A）的更佳dB线性传递特性来减少传递函数周期偏差。可以通过在如图7的附带图形中所示倾斜高斯缩放因子的更宽部分的方向上为缩放因子信号提供更线性的关断（当扫描增益控制信号时）来实现传递函数周期偏差的减少。由于增益控制信号线性地映射到以dBm为单位的输入信号电平（具有用于线性映射的可能偏移），所以减少系统周期偏差，从而造成从输入信号电平（dBm）到均方功率检测器输出（V或者A）的更线性传递函数。这一非线性变换增加利用更低信号电平操作的跨导元件（耦合到具有更低放大的抽头）的贡献，并且因此未不利地影响波峰因数检测性能。
图7的均方检测器700也可以包括直接耦合到RF输入节点706的附加0dB跨导元件704。（然而应当理解可以有在RF输入706与跨导节点之间的元件（未示出）（诸如缓冲器/放大器））。附加跨导元件704具有更低跨导增益和更高输入线性以改进系统的输入检测范围。附加跨导元件704比连接到0dB抽头708的其他跨导元件705操纵更高信号电平，并且因此改进系统的测量动态范围。例如，如果这一附加跨导元件705具有其他跨导元件的跨导的一半和输入线性范围的两倍，则检测动态范围被改进6dB。
可以在这里描述的每个实施例中提供具有如图7中所示更低跨导增益和更高输入线性的附加跨导元件以改进系统的输入检测范围。
图8是图示了根据本发明一个或者多个进一步实施例的均方检测器800的框图。均方检测器800较图7的均方检测器700而言的改进是在放大器链周围包括DC偏移取消反馈回路802。DC偏移取消反馈回路802实质上消除由于放大器404的实际实施所固有的DC偏移所致的检测器灵敏度退化。在VGA（诸如图3中的VGA 302）中，多数偏移误差可能源于跨导元件306，因此这一偏移随着缩放因子控制而变化。这可能在动态信号条件之下引起测量误差，而VGA 402中的偏移误差随着缩放因子控制而几乎恒定，从而导致系统的改进准确性。DC取消回路的拐点频率通过用户可选电容器（在图8中未示出）可以是可调整的。应当理解，虽然在图中示出了信号线为单端，但是也可以完全差动地实施系统。可以在这里描述的图4至图8 的VGA实施例中的每个实施例中包括这一偏移取消回路。
图9是图示了根据本发明一个或者多个进一步实施例的均方检测器900的框图。在这一实施例中，针对控制器模式操作而断开在积分器416的输出与VGA（缩放控制）的增益控制输入之间的反馈。在控制器模式操作的一个示例中，可以通过使用控制器来准确调节RF功率放大器（PA）902（或者任何其他压控增益放大器，其中它的AC输出信号的功率——幅度——响应于它的控制信号的DC电平而变化）的输出功率。PA 902的输出由RF耦合器（功率采样器）904采样而采样的信号与PA 902的输出的功率（幅度）成比例。采样的信号起初由VGA 906处理，该VGA 906取得采样的信号并且根据在它的SETPOINT输入908的由用户供应的控制信号向这一信号的功率（幅度）提供增益。在本申请中，SETPOINT输入908表示PA 902的所需功率输出。VGA 906的输出驱动平方功率检测器414，该检测器414与积分器416组合计算采样和放大的信号的均方。误差放大器比较均方信号与参考信号电平。另外，控制器的“功率控制输出”（即积分器416的输出）耦合（经由可选缩放元件、偏移元件等）到PA 902的“功率控制输入”。因此RF耦合器904（功率采样电路）、VGA 906、检测器/积分器（均方计算器）414、416、误差放大器和PA 902形成系统RF输入的反馈控制回路。
为了控制器的恰当操作，应当在恰当范围（检测器配置的输出范围，其假设所有增益/缩放块与检测器配置相同）中选择设置点输入电压；这固定VGA 906的增益。根据初始PA输出功率（也根据用于所选设置点的耦合器增益和VGA增益），如果VGA 906的均方输出低于参考电平，则反馈回路应当增加PA 902的增益（或者PA的输出功率），使得VGA 906的均方输出变得更接近参考电平。如果VGA 906的均方输出高于参考电平，则出现相反动作。无论VGA 906的均方输出何时等于（或者根据反馈增益而很接近）参考电平都锁定反馈系统。
在每个这里描述的实施例中，非线性变换也可以应用于向具有可变缩放因子的跨导元件或者向选择器元件供应的缩放因子以便获得从VGA或者从检测器系统RF输入功率电平（以dBm为单位）到均方检测器输出的改进的dB线性传递特性。
在这里描述的各种实施例中，跨导元件用于将电压电平转换成将由求和器组合的电流电平。然而应当理解，也可以在可变增益放大器中使用未转换成电流电平的电压信号来实现这里描述的均方检测器的功能。
在各种所示实施例中，放大器的串行链用于生成输入信号的渐进放大的表示。替代地，在每个实施例中，可以代之以并行布置放大器串行链以非渐进方式生成多个抽头。
也在各种实施例中，将放大器链中的放大器描述为差动实施。然而应当理解单端实施也是可能的。
可以指数控制或者可以由其他非线性或者线性控制元件控制这里描述的各种实施例的可变增益放大器。
将理解虽然上文已经在特定实施例方面描述了本发明，但是前述实施例是仅作为示例来提供的而未限制或者限定本发明的范围。包括但不限于以下内容的各种其他实施例也在权利要求书的范围内。例如可以将这里描述的元件和部件进一步划分成附加部件或者接合在一起以形成用于执行相同功能的更少部件。
Claims (59)
1. 一种可变增益放大器，包括：
多个放大元件，被布置成生成RF输入信号的在多个节点的放大表示；
多个可控响应元件，每个具有与所述多个节点中的不同一个耦合的输入以接收所述RF输入信号的所述放大表示中的不同一个；
缩放因子生成器，耦合到每个所述可控响应元件，所述缩放因子生成器接收增益控制信号并且生成用于变化每个所述可控响应元件的响应的缩放因子信号，使得随着所述缩放因子生成器扫过所述增益控制信号的全范围，每个所述可控响应元件的响应连续地平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至更低电平以产生缩放输出；以及
求和元件，耦合到所述多个可控响应元件用于组合所述多个可控响应元件的缩放输出以生成所述可变增益放大器的具有给定增益范围的输出。
2. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，其中所述多个放大元件在串行配置中被布置成生成所述RF输入信号的渐进放大表示。
3. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，其中所述多个放大元件被布置于并行配置中而每个放大元件生成所述RF输入信号的不同放大表示。
4. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，其中所述可控响应元件包括跨导元件。
5. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，其中所述可控响应元件包括电压衰减器或者放大器元件。
6. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，其中所述缩放因子生成器生成的所述缩放因子信号包括随着所述增益控制信号扫过它的全范围而向每个所述可控响应元件相继导引的控制电流。
7. 根据权利要求6所述的可变增益放大器，其中每个所述可控响应元件的响应贯穿可控响应元件的所述控制范围被增加或者减少引向该可控响应元件的所述控制电流的量值改变。
8. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，其中所述缩放因子信号为非对称，使得连接到更低增益节点的可控响应元件的响应大于连接到更高增益节点的可控响应元件的响应。
9. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，还包括：附加可控响应元件，被耦合成接收所述RF输入信号，所述RF输入信号具有更低跨导增益和更高输入线性以改进输入检测范围。
10. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，其中所述可变增益放大器实施于均方功率检测器中，所述均方功率检测器包括：所述可变增益放大器；平方功率检测器，用于根据所述可变增益放大器的输出产生检测信号；以及积分器，用于对从所述平方功率检测器接收的检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供所述RF输入信号的均方或者均方根的表示。
11. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，其中平方功率检测器根据所述可变增益放大器的输出产生检测信号，并且积分器对从所述平方功率检测器接收的检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供所述RF输入信号的均方或者均方根的表示，并且其中所述可变增益放大器的所述增益控制信号包括所述RF输入信号的均方或者均方根的表示。
12. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，还包括：DC偏移取消反馈回路，在所述多个放大元件周围耦合以减少由于DC偏移所致的不确定并且改进系统平衡。
13. 根据权利要求1所述的可变增益放大器，其中非线性变换被应用于向所述可控响应元件提供的所述缩放因子信号以获得改进的dB线性传递特性。
14. 一种可变增益放大器，包括：
多个放大元件，被布置成生成RF输入信号的在多个节点的放大表示；
多个跨导元件，每个具有与所述多个节点中的不同节点一个耦合的输入以接收所述RF输入信号的所述放大表示中的不同一个，所述跨导元件将所述RF输入信号的所述放大表示的电压电平转换成电流电平；
多个可控选择器元件，每个具有与所述多个跨导元件中的不同一个的输出耦合的输入以接收所述RF输入信号的所述放大表示的电流电平；
缩放因子生成器，耦合到每个所述可控选择器元件，所述缩放因子生成器接收增益控制信号并且生成用于变化每个所述可控选择器元件的响应的缩放因子信号，使得随着所述缩放因子生成器扫过所述增益控制信号的全范围，每个所述可控选择器元件的响应连续地平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至更低电平以产生缩放输出；以及
求和元件，耦合到所述多个可控选择器元件用于组合所述多个可控选择器元件的缩放输出以生成所述可变增益放大器的具有给定增益范围的输出。
15. 根据权利要求14所述的可变增益放大器，其中所述多个放大元件在串行配置中被布置成生成所述RF输入信号的渐进放大表示。
16. 根据权利要求14所述的可变增益放大器，其中所述多个放大元件被布置于并行配置中而每个放大元件生成所述RF输入信号的不同放大表示。
17. 根据权利要求14所述的可变增益放大器，其中所述多个跨导元件中的每个跨导元件具有固定缩放因子。
18. 根据权利要求14所述的可变增益放大器，还包括：附加跨导元件，被耦合成接收所述RF输入信号，所述附加跨导元件具有更低跨导增益和更高输入线性以改进输入检测范围。
19. 根据权利要求14所述的可变增益放大器，还包括：附加可控选择器元件，被耦合成接收所述RF输入信号，所述附加可控选择器元件具有更低选择增益以改进输入检测范围。
20. 根据权利要求14所述的可变增益放大器，其中非线性变换被应用于向所述可控选择器元件提供的所述缩放因子信号以获得改进的dB线性传递特性。
21. 根据权利要求14所述的可变增益放大器，其中所述缩放因子信号为非对称，使得耦合到更低放大节点的可控选择器元件的响应大于连接到更高放大节点的可控选择器元件的响应。
22. 根据权利要求14所述的可变增益放大器，其中所述可变增益放大器实施于均方功率检测器中，所述均方功率检测器包括：所述可变增益放大器；平方功率检测器，用于根据所述可变增益放大器的输出产生检测信号；以及积分器，用于对从所述平方功率检测器接收的检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供所述RF输入信号的均方或者均方根的表示。
23. 根据权利要求14所述的可变增益放大器，其中平方功率检测器根据所述可变增益放大器的输出产生检测信号，并且积分器对从所述平方功率检测器接收的检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供所述RF输入信号的均方或者均方根的表示，并且其中所述增益控制信号包括所述RF输入信号的均方或者均方根的表示。
24. 根据权利要求14所述的可变增益放大器，还包括：DC偏移取消反馈回路，在所述多个放大元件周围耦合以减少由于DC偏移所致的不确定并且改进系统平衡。
25. 一种放大RF输入信号的方法，包括以下步骤：
（a）生成所述RF输入信号的多个放大表示；
（b）通过在扫过增益控制器信号的全范围时连续地将所述RF输入信号的所述多个放大表示中的每个放大表示平滑地增加至峰值并且随后将它平滑地减少至更低电平以产生缩放输出来基于所述增益控制信号可变地缩放所述RF输入信号的所述多个放大表示中的每个放大表示；并且
（c）组合所述缩放输出以生成具有给定增益范围的输出。
26. 根据权利要求25所述的方法，其中步骤（a）包括生成所述RF输入信号的多个渐进放大表示。
27. 根据权利要求25所述的方法，其中非对称地执行将所述RF输入信号的所述多个放大表示中的每个放大表示平滑地增加至峰值并且随后将它平滑地减少至更低电平，使得所述RF输入信号的更低放大表示比所述RF输入信号的更高放大表示对在（c）中产生的输出贡献更多。
28. 根据权利要求25所述的方法，还包括：使用平方检测器根据在（c）中产生的所述输出来产生检测信号，并且对所述检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供所述RF输入信号的均方或者均方根的表示。
29. 根据权利要求25所述的方法，还包括：使用平方检测器根据在（c）中产生的所述输出来产生检测信号，并且对所述检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供将用作所述增益控制信号的所述RF输入信号的均方或者均方根的表示。
30. 根据权利要求25所述的方法，还包括使用DC偏移取消反馈回路以减少由于DC偏移所致的不确定并且改进系统平衡。
31. 根据权利要求25所述的方法，还包括将非线性变换应用于缩放因子信号以获得改进的dB线性传递特性，所述缩放因子信号用于可变地放大所述多个放大表示中的每个放大表示。
32. 一种放大RF输入信号的方法，包括以下步骤：
（a）生成所述RF输入信号的多个放大表示；
（b）将所述RF输入信号的所述放大表示的电压电平转换成电流电平；
（c）通过在扫过增益控制器信号的全范围时连续第将所述电流电平平滑地增加至峰值并且随后将它平滑地减少至更低电平以产生缩放输出来基于所述增益控制信号可变地缩放所述RF输入信号的所述多个放大表示中的每个放大表示的电流电平；并且
（d）组合所述缩放输出以生成具有给定增益范围的输出。
33. 根据权利要求32所述的方法，其中步骤（a）包括生成所述RF输入信号的多个渐进放大表示。
34. 根据权利要求32所述的方法，还包括：根据在（d）中产生的输出来产生检测信号，并且对所述检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供所述RF输入信号的均方或者均方根的表示。
35. 根据权利要求32所述的方法，还包括：使用平方检测器根据在（d）中产生的所述输出来产生检测信号，并且对所述检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供将用作所述增益控制信号的所述RF输入信号的均方或者均方根的表示。
36. 根据权利要求32所述的方法，其中非对称地执行将所述RF输入信号的所述多个放大表示中的每个放大表示的电流电平平滑地增加至峰值并且随后将它平滑地减少至更低电平，使得所述RF输入信号的更低放大表示比RF输入的更高放大表示对在（d）中产生的输出贡献更多。
37. 根据权利要求32所述的方法，还包括将非线性变换应用于缩放因子信号以获得改进的dB线性传递特性，所述缩放因子信号用于可变地放大所述多个放大表示中的每个放大表示。
38. 一种均方功率检测器，包括：
（a）可变增益放大器，包括：
多个放大元件，被布置成生成RF输入信号的在多个节点的放大表示；
多个可控响应元件，每个具有与所述多个节点中的不同一个耦合的输入以接收所述RF输入信号的所述放大表示中的不同一个；
缩放因子生成器，耦合到每个所述可控响应元件，所述缩放因子生成器接收增益控制信号并且生成用于变化每个所述可控响应元件的响应的缩放因子信号，使得随着所述缩放因子生成器扫过所述增益控制信号的全范围，每个所述可控响应元件的响应连续地平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至更低电平以产生缩放输出；以及
求和元件，耦合到所述多个可控响应元件用于组合所述多个可控响应元件的缩放输出以生成所述可变增益放大器的具有给定增益范围的输出；
（b）平方功率检测器，耦合到所述可变增益放大器用于根据所述可变增益放大器的输出产生检测信号；以及
（c）积分器，耦合到所述平方功率检测器用于对从所述平方功率检测器接收的检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供代表所述RF输入信号的均方或者均方根的输出。
39. 根据权利要求38所述的均方功率检测器，其中所述可变增益放大器的所述多个放大元件被布置于在串行配置中。
40. 根据权利要求38所述的均方功率检测器，其中所述可变增益放大器的所述多个放大元件被布置于并行配置中。
41. 根据权利要求38所述的均方功率检测器，其中所述可变增益放大器的所述可控响应元件包括跨导元件。
42. 根据权利要求38所述的均方功率检测器，其中所述可变增益放大器的所述缩放因子生成器生成的所述缩放因子信号包括随着所述增益控制信号扫过它的全范围而向每个所述可控响应元件相继导引的控制电流。
43. 根据权利要求42所述的均方功率检测器，其中所述可变增益放大器的每个所述可控响应元件的响应贯穿可控响应元件的所述控制范围被增加或者减少引向该可控响应元件的所述控制电流的量值改变。
44. 根据权利要求38所述的均方功率检测器，其中所述缩放因子信号为非对称，使得连接到更低增益节点的可控响应元件的响应大于连接到更高增益节点的可控响应元件的响应。
45. 根据权利要求38所述的均方功率检测器，还包括：附加可控响应元件，被耦合成接收所述RF输入信号，所述附加可控响应元件具有更低跨导增益和更高输入线性以改进输入检测范围。
46. 根据权利要求38所述的均方功率检测器，还包括：反馈控制回路，将代表所述RF输入信号的均方或者均方根的输出耦合到所述缩放因子生成器以用作所述增益控制信号。
47. 根据权利要求38所述的均方功率检测器，还包括：反馈控制回路，包括用于接收所述积分器的输出的功率放大器和系统RF输入；以及RF耦合器，耦合到所述功率放大器以对所述功率放大器的输出采样，其中所述RF耦合器的输出包括所述RF输入信号，并且其中所述增益控制信号包括设置点信号。
48. 根据权利要求38所述的均方功率检测器，还包括：DC偏移取消反馈回路，在所述多个放大元件周围耦合以减少由于DC偏移所致的不确定并且改进系统平衡。
49. 根据权利要求38所述的均方功率检测器，其中非线性变换被应用于向所述可控响应元件提供的所述缩放因子信号以获得改进的dB线性传递特性。
50. 一种均方功率检测器，包括：
（a）可变增益放大器，包括：
多个放大元件，被布置成生成RF输入信号的在多个节点的放大表示；
多个跨导元件，每个具有与所述多个节点中的不同一个耦合的输入以接收所述RF输入信号的所述放大表示中的不同一个，所述跨导元件将所述RF输入信号的所述放大表示的电压电平转换成电流电平；
多个可控选择器元件，每个具有与所述多个跨导元件中的不同一个的输出耦合的输入以接收所述RF输入信号的所述放大表示的电流电平；
缩放因子生成器，耦合到每个所述可控选择器元件，所述缩放因子生成器接收增益控制信号并且生成用于变化每个所述可控选择器元件的响应的缩放因子信号，使得随着所述缩放因子生成器扫过所述增益控制信号的全范围，每个所述可控选择器元件的响应连续地平滑地增加至峰值并且随后平滑地减少至更低电平以产生缩放输出；以及
求和元件，耦合到所述多个可控选择器元件用于组合所述多个可控选择器元件的缩放输出以生成所述可变增益放大器的具有给定增益范围的输出；
（b）平方功率检测器，用于根据所述可变增益放大器的输出产生检测信号；以及
（c）积分器，用于对从所述平方功率检测器接收的检测信号与参考信号之间的差进行积分以提供代表所述RF输入信号的均方或者均方根的输出。
51. 根据权利要求50所述的均方功率检测器，其中所述可变增益放大器的所述多个放大元件被布置于串行布置中。
52. 根据权利要求50所述的均方功率检测器，其中所述可变增益放大器的所述多个放大元件被布置于并行配置中。
53. 根据权利要求50所述的均方功率检测器，其中所述可变增益放大器的所述多个跨导元件中的每个跨导元件具有固定缩放因子。
54. 根据权利要求50所述的均方功率检测器，还包括：附加跨导元件，被耦合成接收所述RF输入信号，所述附加跨导元件具有更低跨导增益和更高输入线性以改进输入检测范围。
55. 根据权利要求54所述的均方功率检测器，还包括：附加可控选择器元件，被耦合成接收跨导元件的输出，所述跨导元件接收所述RF输入信号，所述附加可控选择器元件具有更低选择增益以改进输入检测范围。
56. 根据权利要求50所述的均方功率检测器，其中非线性变换被应用于向所述可控选择器元件提供的所述缩放因子信号以获得改进的dB线性传递特性。
57. 根据权利要求50所述的均方功率检测器，还包括：反馈控制回路，被耦合成向所述缩放因子生成器提供代表所述RF输入的均方或者均方根的输出以用作所述增益控制信号。
58. 根据权利要求50所述的均方功率检测器，还包括：反馈控制回路，包括用于接收所述积分器的输出的功率放大器和系统RF输入；以及RF耦合器，耦合到所述功率放大器用于对所述功率放大器的输出采样，其中向所述多个放大元件提供所述RF耦合器的输出，并且其中所述增益控制信号包括设置点信号。
59. 根据权利要求50所述的均方功率检测器，还包括：DC偏移取消反馈回路，在所述多个放大元件周围耦合以减少由于DC偏移所致的不确定并且改进系统平衡。
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