CN111464145B - 一种数字步进衰减器 - Google Patents

一种数字步进衰减器 Download PDF

Info

Publication number
CN111464145B
CN111464145B CN202010265811.XA CN202010265811A CN111464145B CN 111464145 B CN111464145 B CN 111464145B CN 202010265811 A CN202010265811 A CN 202010265811A CN 111464145 B CN111464145 B CN 111464145B
Authority
CN
China
Prior art keywords
attenuator
parallel
resistor
resistance
series
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010265811.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111464145A (zh
Inventor
章策珉
邓正伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Sicore Semiconductor Corp Ltd
Original Assignee
Chengdu Sicore Semiconductor Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Sicore Semiconductor Corp Ltd filed Critical Chengdu Sicore Semiconductor Corp Ltd
Priority to CN202010265811.XA priority Critical patent/CN111464145B/zh
Priority to US16/876,623 priority patent/US11121702B1/en
Publication of CN111464145A publication Critical patent/CN111464145A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111464145B publication Critical patent/CN111464145B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/24—Frequency-independent attenuators
    • H03H11/245—Frequency-independent attenuators using field-effect transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/24—Frequency- independent attenuators
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/24—Frequency- independent attenuators
    • H03H7/25—Frequency- independent attenuators comprising an element controlled by an electric or magnetic variable
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/22—Attenuating devices
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H11/00—Networks using active elements
    • H03H11/02—Multiple-port networks
    • H03H11/24—Frequency-independent attenuators
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/24—Frequency- independent attenuators
    • H03H7/25—Frequency- independent attenuators comprising an element controlled by an electric or magnetic variable
    • H03H7/251—Frequency- independent attenuators comprising an element controlled by an electric or magnetic variable the element being a thermistor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Attenuators (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

本发明的多个实施例涉及低温度变化的衰减器。通过协调电阻器的一阶电阻温度(FORT)系数，衰减器或衰减器单元的实施例能够降低衰减器衰减量受温度变化的影响。而这种衰减量随温度变化影响的减少可以在不依赖于具有负FORT系数的电阻器的情况下取得。衰减器单元可以配置为T型衰减器单元、π型衰减器单元、桥T型衰减器单元或者并联衰减器，这些衰减器单元中的电阻器具有多种FORT系数组合方式。此外，各种衰减器单元可以串联在一起形成数字步进式衰减器，这些单元的温度变化相互补偿或抵消以降低整体衰减量受温度变化的影响。

Description

一种数字步进衰减器
技术领域
本发明总体上涉及一种衰减器，并具体涉及一种衰减量受温度变化影响低的衰减器。
背景技术
衰减器是一种用于降低信号的功率以进行增益控制、功率电平调整和/或阻抗匹配改善的电子设备。对于射频(RF)应用而言，期望衰减器能够在宽频率范围内降低信号功率而不会明显地使信号波形失真。
数字步进衰减器(DSA)由多个单值射频衰减器连接组成以在电路中提供可选的或可编程的衰减量。典型的DSA包括一系列串联的可选的单值射频衰减器单元，它们可以是串联型衰减器或并联型衰减器。
理想情况下，期望在温度改变时DSA衰减量不发生变化。元件随温度变化(由环境和电路引起)产生特性变化而使得DSA呈现出电气性能上的改变。在实际常见的DSA实施方式中，组成DSA的设计元件(例如，晶体管、电阻器和电容器)在温度改变时呈现出不同的电特性。最终结果是产生随温度而变化的相对衰减误差。
因此，需要一种具备降低温度变化的衰减的DSA以提高性能。
发明内容
本发明公开了用于各种射频应用的具备降低温度变化的衰减器的多种实施方式。通过协调电阻器的一阶电阻温度(FORT)系数，衰减器或衰减器单元的实施例能够降低衰减量随温度变化的影响。而这种降低衰减量随温度变化影响的减少可以在不依赖于具有负FORT系数的电阻器的情况下取得。衰减器单元可以配置为T型衰减器单元、π型衰减器单元、桥T型衰减器单元或者并联衰减器，这些衰减器单元中的电阻器具有多种FORT系数组合方式。此外，各种衰减器单元可以串联在一起形成数字步进式衰减器，这些单元的温度变化相互补偿或抵消以降低整体衰减量受温度变化的影响。
本发明公开了T型衰减器单元的多种实施方式。该T型衰减器单元包括联接在RF输入端口和RF输出端口之间的第一串联电阻器和第二电阻器，以及联接介于串联电阻间的节点和接地之间的并联电阻器。在一个实施例中，所有的电阻器均可以具有正FORT系数，从而使衰减器单元能够具有最小化温度变化的衰减。在另一个实施例中，串联电阻器可以具有正FORT系数而并联电阻器具有绝对值较所述正FORT系数小至少一个数量级的接近为零的FORT系数。在一个或多个实施例中，所述具有正FORT系数的电阻器可以是FORT系数TC1sal约为+3000ppm/℃的硅化P型多晶硅电阻。在一个或多个实施例中，所述具有接近为零的FORT系数的电阻器可以是FORT系数TC1LO约为-128ppm/℃的低值的无硅化P型多晶硅电阻，该系数的绝对值比TC1sal小至少一个数量级。通过这种配置，衰减器单元在升高的温度下可以具有增长的衰减dB值。虽然在一个或多个实施例中TC1sal和TC1LO分别用作正FORT系数和接近为零的FORT系数，但本领域技术人员应当理解具有不同FORT系数的GaAs电阻器也可以用于衰减器，而这种应用方式同样落入本发明的保护范围。
在另一个实施例中，并联电阻器拥有正FORT系数同时串联电阻器可具有接近为零的FORT系数，其绝对值比所述并联电阻器的正FORT系数小至少一个数量级。通过这种配置，所述衰减器单元在升高的温度下可以具有降低的衰减dB值。
本发明公开了桥T型衰减器单元的多种实施方式。所述桥T型衰减器单元包括三个连接在一起的电阻器以形成“T”结构，其中第一串联电阻器联接至RF输入，第二串联电阻器联接至RF输出，以及通过并联开关联接在介于串联电阻器间的节点和接地之间的并联电阻器。旁路开关直接联接在RF输入端口的RF输出端口之间。所述旁路开关和并联开关均包含具有正FORT系数的导通电阻RON(例如，如图4和图6所示，TC1SW和TC1sal系数值较接近)。当所述桥T型衰减器单元进行信号衰减时(例如旁路开关断开且并联开关接通)，所述衰减器单元的衰减主要由所述串联电阻器、并联电阻器和并联开关导通电阻RON决定。取决于串联电阻器和并联电阻器的FORT系数，所述桥T型衰减器单元可能具有最小温度变化的衰减，随温度升高而减小的衰减，或者随温度升高而增大的衰减。
一个或多个实施例中公开了包括多个衰减器单元的衰减器。所述衰减器包括多个衰减器单元，所述衰减器单元可以具有最小温度变化，或者具有与其他衰减器单元相反的温度变化方向。通过不同衰减器单元间的温度补偿或抵消，衰减器的整体温度变化可以保持最小值或者在小范围内。
附图说明
附图中示出了本发明的示例性实施例以供参考，所述附图的旨在说明而非限制本发明。虽然本发明大致记载于实施例中，但如此做的目的不是将本发明的保护范围限制为所描述实施例的具体技术特征。
图1为现有技术中采用多个具有补偿一阶电阻温度(FORT)系数的电阻元件的衰减器单元的示意图。
图2为现有技术中并联DSA单元的示意图。
图3为现有技术中具有可选择衰减器单元的DSA的框图。
图4为具有正FORT系数的电阻器的电阻图。
图5为具有接近为零的FORT系数的电阻器的电阻图。
图6描述了具有正FORT系数的开关的导通电阻RON。
图7描述了本发明实施例1中电阻器全部具有正FORT系数的T型衰减器单元。
图8为本发明实施例1中电阻器全部具有正FORT系数的T型衰减器单元的衰减图。
图9描述了本发明实施例2中电阻器具有不同FORT系数的T型衰减器单元。
图10为本发明实施例2中电阻器具有不同FORT系数的T型衰减器单元的衰减图。
图11描述了本发明实施例3中电阻器具有不同FORT系数的另一种T型衰减器单元。
图12为本发明实施例3中电阻器具有不同FORT系数的另一种T型衰减器单元的衰减图。
图13为本发明实施例4中电阻器具有正FORT系数的桥T型衰减器单元的示意图。
图14为本发明实施例5中电阻器具有不同FORT系数的另一种桥T型衰减器单元的示意图。
图15为本发明实施例6中电阻器具有不同FORT系数的又一种桥T型衰减器的示意图。
图16为本发明实施例7中包含一个或多个电阻器的并联衰减器单元的示意图。
图17为本发明实施例8中包含多个衰减器单元的DSA的框图。
本领域技术人员将认识到，根据说明书能够实施本发明的多种实施方式和实施例。所有这些实施方式和实施例均应包含在本发明的保护范围之内。
具体实施方式
在下文的描述中，为了解释本发明，将陈述本发明的具体细节以方便理解，但本发明可能不通过部分或者全部所述的具体细节亦可实施。下文所述的本发明的实施例可能被包含在许多不同的电气组件、电路、设备和系统中。附图的框图中所示的结构和设备用以说明本发明的示例性实施例，并且不作为用于模糊本发明宽泛指导的托辞。附图中所示的元件之间的连接关系不限于直接连接。恰恰相反，元件之间的连接能够通过中间组件被修改、重构或者以其他方式改变。
附图中示出的组件或模块是本发明示例性实施例的说明并旨在避免使本公开不清楚。还应当理解的是在本讨论中组件可以被描述为独立的功能单元，其可以包括子单元，但本领域技术人员将认识到各种组件，或组件的一部分，可以被划分为独立的组件或者可以被集成在一起，包括集成在单个系统或组件内。应当注意的是，本申请所讨论的功能或者操作可以被实现为组件。组件能够用软件、硬件、或者两者的结合来实现。
进一步地，附图中的组件或系统间的连接并不旨在将其限制于直接连接。相反地，这些组件之间的数据能够通过中间组件被修改、重构或者以其他方式改变。另外，可以更多的或者更少的连接。还应当注意的是术语“联接”、“连接”或者“通信地联接”应当被理解为包括直接连接、通过一个或多个中间设备的间接连接、以及无线连接。
说明书中对“一个实施例”、“优选实施例”、“某个实施例”或者“某些实施例”的引用表示与该实施例有关的具体特征、结构、特征或功能包含在本发明至少一个实施例中并且可能包含在多个实施例中。并且，上述措辞在本说明书中不同位置的出现不一定全部指代相同的一个或多个实施例。
美国专利10,003,322B2公开了一种串联衰减器单元，如图1所示，其采用了多个电阻元件，所述电阻元件包括补偿的一阶电阻温度(FORT)系数。所述串联衰减器单元为桥T型衰减器单元，其包括多个具有补偿FORT系数的电阻元件。晶体管旁路开关SwB和并联开关SwSh均包括具有正FORT系数+tc1的导通电阻(RON)。串联电阻器Rsa具有正FORT系数(+tc1)且并联电阻器Rsh具有互补的负FORT系数(-tc1)。负FORT系数电阻器(Rsh)和正FORT系数电阻器(Rsa)共同形成的组合能够补偿或抵消DSA单元中各开关的与温度相关的RON的变化。随着温度升高，串联衰减电阻Rsa的正FORT系数使得Rsa的电阻增加，抵消了旁路开关SwB的导通电阻RON的增长，从而使衰减状态和基准状态之间的衰减差保持大致不变。此外，当温度升高时，所述并联电阻器Rsh的负FORT系数使得Rsh的电阻降低，从而使该衰减单元的衰减态，即当旁路开关SwB断开且并联开关SwSh导通的状态，产生一个随温度升高的衰减量。
美国专利10,003,322B2还公开了现有技术中的并联DSA单元的示意图，如图2所示。与图1类似，所述并联DSA单元包括具有负FORT系数(-tc1)的并联电阻器Rsh，其联接至晶体管并联开关SwSh，该晶体管并联开关SwSh的导通电阻RON具有正FORT系数(+tc1)。随着温度增加，所述并联电阻器Rsh的负FORT系数使其电阻减小以抵消并联开关SwSh的总导通电阻RON的增加。因此，可以获得随温度变化的更恒定的相对衰减。
采用具有负FORT系数的电阻器以减小DSA温度变化的一个难点在于：考虑到对电阻器的尺寸、电阻值、所需FORT系数等的要求，即便能够制造这类电阻器，其制造也可能非常困难或昂贵。因此，从经济或实际应用考虑，在DSA中采用具有负FORT系数的电阻器将受到限制。
图3为现有技术中具有可选的衰减器单元的DSA的框图，其中，联接在RF输入端口和RF输出端口之间的各可选的衰减器单元的衰减值包括0.04dB、0.08dB、0.16dB、0.32dB和0.64dB。所述DSA具有多个可选的衰减器单元，可以通过外部控制电路采用32种二进制编码组合中的任一种对所述可选的衰减器单元进行选择以提供不同的衰减状态。编码方案可以是二进制编码、温度计编码或者混合温度计和二进制编码。对温度计编码的外部控制电路的要求增加了DSA的复杂性和成本，因此也限制了其应用。
图4为描述了电阻器Rsal的示例性电阻图，电阻器Rsal的FORT系数TC1sal具有较大的正取值，例如+3000ppm/℃。该电阻器Rsal的电阻值在室温(25℃)下为21.5Ω，在温度升高至85℃或降低至-40℃时，电阻值会增加或减少17.7％。
图5描述了电阻器RLO的电阻图，电阻器RLO的FORT系数TC1LO的绝对值比TC1sal小至少一个数量级，例如-128ppm/℃。当温度在-40℃85℃间变化时，该电阻器RLO的电阻值大致保持在21.5Ω。
图6描述了开关的导通电阻RON，该开关具有正FORT系数TC1SW。通常来说，半导体开关，如场效应晶体管(FET)，具有正FORT系数TC1SW的导通电阻RON。考虑到RON的正FORT系数，如果没有采取任何措施对导通电阻RON的温度变化进行补偿或抵消，那么含有多个开关的DSA将可能产生非预期的和温度相关的衰减变化。
【实施例1】
图7描述了本发明实施例1中的T型衰减器单元700，该T型衰减器单元700包括的所有电阻器均具有正FORT系数(+tc1)。T型衰减器单元700包括连接在一起构成“T”结构的三个电阻器，其中第一串联电阻器710联接至RF输入，第二串联电阻器720联接至RF输出，并联电阻器730联接在两个串联电阻器间的节点与接地之前。第一串联电阻器710和第二串联电阻器720可以具有也可以不具有相同的电阻值。三个电阻器全部具有正FORT系数，三个电阻器的FORT系数可以相同也可以不同。
图8示出了本发明实施1例中T型衰减器单元700的衰减图。如图8所示，随着温度从-40℃上升至+85℃，衰减量在4.3dB至4.2dB间变化(仅变化约2.3％)。相对较小的衰减变化表明在不使用具有负FORT系数的电阻器时，DSA仍然能够获得较小的温度变化。
【实施例2】
图9描述了本发明实施例2中的T型衰减器单元900，该T型衰减器单元900包括的电阻器具有不同的系数。所述T型衰减器单元900包括连接在一起构成“T”结构的三个电阻器，其中第一串联电阻器910联接至RF输入，第二串联电阻器920联接至RF输出，并联电阻器930联接在串联电阻器间的节点和接地之间。所述第一串联电阻器910和第二串联电阻器920的系数(TC1sal)为正值，同时并联电阻器的FORT系数(TC1LO)的绝对值比串联电阻器的系数小至少一个数量级。换句话说，并联电阻器的FORT系数(TC1LO)相较于系数TC1sal可以近似为零。三个电阻器的电阻值可以相同也可以不同。
图10示出了本发明实施例2中T型衰减器单元900的衰减图。如图10所示，随着温度从-40℃升至85℃，衰减量从3.8dB增加至4.6dB(相较于图8产生了更加显著的21％的变化)。
【实施例3】
图11描述了本发明实施例3中另一种T型衰减器单元1100，该T型衰减器单元1100包括的电阻器具有不同的FORT系数。T型衰减器单元1100包括连接在一起构成“T”结构的三个电阻器，其中，第一串联电阻器1110联接至RF输入，第二串联电阻器1120联接至RF输出，并联电阻器1130联接在串联电阻器间的节点和接地之间。并联电阻器具有正FORT系数(TC1sal)，而第一串联电阻器1110和第二串联电阻器1120的系数(TC1LO)的绝对值比TC1sal小至少一个数量级。三个电阻器的电阻值可以相同也可以不同。
图12示出了本发明实施例3中另一种T型衰减器单元1100的衰减图。如图12所示，当温度从-40℃上升至85℃时，衰减量从4.8dB下降至3.9dB(显著的18.8％的变化)。应当注意的是图12中衰减量随温度的变化趋势与图10中衰减的变化趋势方向相反。故可以利用相反的衰减变化趋势将实施例2中的T型衰减器单元900和T型衰减器单元1100串联在一起进行相互抵消或补偿，进而降低衰减量随温度变化的影响。
【实施例4】
图13描述了本发明实施例4中桥T型衰减器单元1300的示意图。与实施例1中的T型衰减器单元700类似，该桥型衰减器单元1300包括具有正FORT系数(TC1sal)的电阻器。桥T型衰减器单元1300包括连接在一起形成“T”结构的三个电阻器，其中第一串联电阻器R11310联接至RF输入，第二串联电阻器R2 1320联接至RF输出，并联电阻器R3 1330联接在串联电阻器间的节点和接地之间，并通过并联开关(SwSh)1340与接地联接。旁路开关(SwB)1325直接联接在RF输入和RF输出之间。旁路开关1325和并联开关1340均具有FORT系数TC1SW为正的导通电阻RON。在一个或多个实施例中，电容C1 1335与并联电阻器1330并联以使来自并联开关1340和旁路开关1325的寄生电容的影响最小化，同时也改善了桥T型衰减器单元1300与其他衰减器单元之间的匹配。在一个或多个实施例中，第一串联电阻器1310和第二串联电阻器1320可以具有相同或者不同的电阻值。三个电阻器全部具有正FORT系数，其FORT系数既可以相同也可以不同。
当桥T型衰减器单元1300进行衰减时(例如，旁路开关1325断开且并联开关1340接通)，桥T型衰减器单元1300的衰减主要由串联电阻器、并联电阻器和并联开关导通电阻RON决定。桥T型衰减器单元1300的整体温度变化将与图8所示的温度变化类似。换言之，在不依赖具有负FORT系数的互补电阻器进行补偿的情况下，衰减量随温度变化也可能做到非常小。
【实施例5】
图14描述了本发明实施例5中的另一种桥T型衰减器单元1400的示意图，其包括的电阻器具有不同的FORT系数。与实施例2中的T型衰减器单元900类似，该桥T型衰减器单元1400包括连接在一起形成“T”结构的三个电阻器，其中第一串联电阻器R1 1410联接至RF输入，第二串联电阻器R2 1420联接至RF输出，并联电阻器R3 1430联接在串联电阻器间的节点和接地之间，并通过并联开关(SwSh)1440与接地联接。第一串联电阻器1410和第二串联电阻器1420具有正的系数(TC1sal)，而并联电阻器1430具有绝对值比正系数TC1sal小至少一个数量级的FORT系数(TC1LO)。三个电阻器的电阻值可以相同也可以不同。旁路开关(SwB)1425直接联接在RF输入和RF输出之间。旁路开关1425和并联开关1440均包括导通电阻RON，该导通电阻RON具有正的FORT系数TC1SW。在一个或多个实施例中，电容C1 1435与并联电阻器1430并联以使来自并联开关1440和旁路开关1425的寄生电容的影响最小化，同时也改善了桥T型衰减器单元1400与其他衰减器单元之间的匹配。在一个或多个实施例中，第一串联电阻器1410和第二串联电阻器1420可以具有也可以不具有相同的FORT系数。
当桥T型衰减器单元1400进行衰减时(例如，旁路开关1425断开且并联开关1440接通)，桥T型衰减器单元1400的衰减主要由串联电阻器、并联电阻器和并联开关导通电阻RON决定。因为并联电阻器1430的FORT系数(TC1LO)比TC1sal小至少一个数量级，第一串联电阻器1410和第二串联电阻器1420的FORT系数(TC1sal)在决定不同温度下的衰减变化时起主要作用。在一个或多个实施例中，可以指定并联电阻器1430具有比并联开关SwSh 1440的导通电阻RON大得多的电阻，以使得并联开关SwSh 1440的正FORT系数TC1SW对桥T型衰减器单元1400的性能影响最小化或者可忽略。桥T型衰减器单元1400的整体衰减dB随着温度升高而增加；并且可以通过调节或者挑选所需的并联电阻器1430的电阻值和/或并联开关SwSh1440的导通电阻RON的电阻值来调节衰减量随温度变化的斜率。
【实施例6】
图15描述了本发明实施例6中的另一种桥T型衰减器单元1500的示意图。与实施例3中的T型衰减器单元1100相似，桥T型衰减器单元1500包括三个连接在一起形成“T”结构的电阻器，其中第一串联电阻器R1 1510联接至RF输入，第二串联电阻器R2 1520联接至RF输出，并联电阻器R3 1530联接在串联电阻器间的节点和接地之间并通过并联开关(SwSh)1540与接地联接。并联电阻器1530具有正系数(TC1sal)，同时第一串联电阻1510和第二串联电阻均具有系数(TC1LO)，该系数的绝对值比正系数(TC1sal)小至少一个数量级。三个电阻器的电阻值可以相同也可以不同。旁路开关(SwB)1525直接联接在RF输入端口和RF输出端口之间。旁路开关1525和并联开关1540均具有导通电阻RON，该导通电阻RON具有正FORT系数TC1SW。在一个或多个实施例中，电容C1 1535与并联电阻器1530并联以使来自并联开关1540和旁路开关1525的寄生电容的影响最小化，同时也改善了桥T型衰减器单元1500与其他衰减器单元之间的匹配。在一个或多个实施例中，第一串联电阻器1510和第二串联电阻器1520可以具有也可以不具有相同的FORT系数。
当旁路开关1525接通时，桥T型衰减器单元1500可以被旁路(RF信号仅由于旁路开关SwB 1525的导通电阻RON而衰减)。当桥T型衰减器单元1500进行衰减时(例如，旁路开关断开且并联开关1540接通)，桥T型衰减器单元1500的衰减主要由串联电阻器、并联电阻器、并联开关导通电阻RON决定。由于第一串联电阻1510和第二串联电阻1520具有远小于正系数(TC1sal)的FORT系数(TC1LO)，并联电阻器1530的FORT系数(TC1sal)在决定不同温度下的衰减变化时起主要作用。桥T型衰减器单元1500的衰减dB随着温度升高而增加；并且可以通过调节或挑选所需的第一串联电阻器1510和第二串联电阻器1520的电阻值，和/或旁路开关SwB1525的导通电阻RON的电阻值来调节下降变化斜率。
【实施例7】
图16描述了本发明实施例7中的并联衰减器单元1600的示意图，所述并联衰减器单元1600包括一个或多个电阻器。并联衰减器单元1600包括晶体管并联开关SwSh 1640和与并联开关1640相联接的并联电阻器R3 1630，其中晶体管并联开关1640的导通电阻RON具有正FORT系数(TC1SW)。该并联电阻器R3 1630的FORT系数(TC1LO)的绝对值比并联开关SwSh1640的导通电阻RON的FORT系数(TC1SW)小至少一个数量级。因此，并联开关SwSh 1640在决定不同温度下的衰减变化时起主要作用。并联衰减器单元1600的衰减dB随着温度升高而降低；并且可以通过调节或挑选所需的并联电阻器1630的电阻值，和/或并联开关SwSh 1640的导通电阻的电阻值来调节下降变化斜率。在一个或多个实施例中，电容C11635与并联电阻器1630并联以使来自并联开关1640的寄生电容的影响最小化，同时也改善了并联衰减器单元1600与其他衰减器单元之间的匹配。
【实施例8】
应当注意的是，当实施例5中的桥T型衰减器单元1400、实施例6中的桥T型衰减器单元1500和实施例7中的并联衰减器单元1600进行组合以相互补偿或抵消时，这些衰减器单元的衰减变化斜率的差异能够被用来减少温度变化。图17示出了本发明实施例8中包含了多个衰减器单元的DSA 1700的框图。如图17所示，DSA包括第一衰减器单元1710、第二衰减器单元1720、第三衰减器单元1730和第四衰减器单元1740。这四个衰减器单元可以分别对应于实施例4中的桥T型衰减器单元1300、实施例5中的桥T型衰减器单元1400、实施例6中的桥T型衰减器单元1500和实施例7中的并联衰减器单元1600。由于第一衰减器单元1710固有地具有最小的温度变化，且第二衰减器单元1720的温度变化方向与第三衰减器单元1730、第四衰减器单元1740的温度变化方向相反，因此DSA 1700的整体温度变化可以降至最小值或者保持在较小的范围内。
前文已经对本发明进行了描述，旨在清楚和理解本发明，而无意于将本发明限制在所公开的精确形式。在所附权利要求的范围和等同范围内，其他的修改也都是可能的。例如，在本发明的不同实施例中，电阻器可以是单个电阻器，也可以是并联连接的多个电阻器的组合，比如具有正FORT系数的单个电阻器和具有接近零的FORT系数的单个电阻器的组合，以获得期望的整体FORT系数。旁路开关和并联开关可以是单个开关也可以是级联开关。
本领域技术人员应当理解的是前文所述的实施方式和实施例是示例性的，而不无意于限制本发明的保护范围。所有根据阅读本发明说明书及研究本发明附图后所作出的对于本领域技术人员来说显而易见的置换、增强、等同、结合和改进都应落入本发明的真实精神和保护范围中。
还应当注意的是，各项权利要求中的元件可以进行不同的布置，包括多种依赖关系、结构及组合。例如，在某些实施例中，各权利要求的主题可以与其他权利要求结合。

Claims (9)

1.一种数字步进衰减器，其特征在于，包括：
第一串联电阻器和第二串联电阻器，所述第一串联电阻器和第二串联电阻器串联连接在射频输入端口和射频输出端口之间，所述第一串联电阻器和第二串联电阻器均具有一阶电阻温度系数，所述一阶电阻温度系数为正值或接近为零的值，串联电阻器的一阶电阻温度系数的接近为零的值的绝对值比自身的一阶电阻温度系数的正值小至少一个数量级；
并联电阻器，所述并联电阻器联接至第一串联电阻器和第二串联电阻器之间的节点，所述并联电阻器的一阶电阻温度系数为正值或接近为零的值，并联电阻器的一阶电阻温度系数的接近为零的值比并联电阻器的一阶电阻温度系数的正值小至少一个数量级；
并联开关，所述并联开关联接在并联电阻器和接地之间；及
旁路开关，所述旁路开关联接在射频输入端口和射频输出端口之间，所述衰减器进行信号衰减时，所述旁路开关断开且并联开关接通。
2.根据权利要求1所述的衰减器，其特征在于，所述第一串联电阻器、第二串联电阻器和并联电阻器均具有正一阶电阻温度系数。
3.根据权利要求1所述的衰减器，其特征在于，所述第一串联电阻器和第二串联电阻器的一阶电阻温度系数为正值，所述并联电阻器的一阶电阻温度系数为接近为零的值，所述并联电阻器的一阶电阻温度系数的接近为零的值的绝对值比串联电阻器的一阶电阻温度系数的正值小至少一个数量级。
4.根据权利要求1所述的衰减器，其特征在于，所述并联电阻器的一阶电阻温度系数为正值，所述第一串联电阻器和第二串联电阻器的一阶电阻温度系数为接近为零的值，所述串联电阻器的一阶电阻温度系数的接近为零的值的绝对值比并联电阻器的一阶电阻温度系数的正值小至少一个数量级。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的衰减器，其特征在于，还包括与并联电阻器并联的电容器。
6.一种数字步进衰减器，其特征在于，包括：
一个或多个衰减器单元，所述一个或多个衰减器单元串联连接在射频输入端口和射频输出端口之间，各衰减器单元包括：
串联连接的第一串联电阻器和第二串联电阻器；及
第一并联电阻器，所述第一并联电阻器联接至位于第一串联电阻器和第二串联电阻器之间的节点，第一串联电阻器、第二串联电阻器和第一并联电阻器均具有一阶电阻温度系数，所述一阶电阻温度系数为正值或接近为零的值，所述接近为零的值的绝对值比所述正值小至少一个数量级。
7.根据权利要求6所述的衰减器，其特征在于，各衰减器单元还包括：
第一并联开关，所述第一并联开关联接在第一并联电阻器和接地之间；及
旁路开关，所述旁路开关与第一串联电阻器、第二串联电阻器并联连接，所述衰减器单元进行信号衰减时，所述旁路开关断开且第一并联开关接通。
8.根据权利要求6或7所述的衰减器，还包括：
并联衰减器单元，所述并联衰减器单元与一个或多个衰减器单元串联连接，所述并联衰减器单元包括：
第二并联电阻器，所述第二并联电阻器接地；
第二并联开关，所述第二并联开关联接在第二并联电阻器和接地之间，所述第二并联开关具有一阶电阻温度系数为正的导通电阻。
9.一种数字步进衰减器，其特征在于，包括：
第一衰减器单元，所述第一衰减器单元包括一个或多个电阻器，第一衰减器单元的衰减随着温度升高而增加；及
第二衰减器单元，所述第二衰减器单元与第一衰减器单元串联连接，第二衰减器单元包括一个或多个电阻器，所述第二衰减器单元的衰减随温度升高而降低以补偿所述第一衰减器单元，从而降低所述衰减器的整体温度变化；
所述第一衰减器单元包括：
串联连接的第一串联电阻器和第二串联电阻器；及
第一并联电阻器，所述第一并联电阻器联接至第一串联电阻器和第二串联电阻器之间的节点上，第一并联电阻器具有正的一阶电阻温度系数；
所述第一串联电阻器和第二串联电阻器的一阶电阻温度系数的绝对值较所述第一并联电阻器的正一阶电阻温度系数小至少一个数量级；及
所述第二衰减器单元包括：
串联连接的第三串联电阻器和第四串联电阻器，所述第三串联电阻器和第四串联电阻器均具有正的一阶电阻温度系数；及
第二并联电阻器，所述第二并联电阻器联接至第三串联电阻器和第四串联电阻器之间的节点上，所述第二并联电阻器的一阶电阻温度系数的绝对值比第三串联电阻器、第四串联电阻器的正一阶电阻温度系数小至少一个数量级。
CN202010265811.XA 2020-04-07 2020-04-07 一种数字步进衰减器 Active CN111464145B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010265811.XA CN111464145B (zh) 2020-04-07 2020-04-07 一种数字步进衰减器
US16/876,623 US11121702B1 (en) 2020-04-07 2020-05-18 Digital step attenuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010265811.XA CN111464145B (zh) 2020-04-07 2020-04-07 一种数字步进衰减器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111464145A CN111464145A (zh) 2020-07-28
CN111464145B true CN111464145B (zh) 2023-04-25

Family

ID=71678465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010265811.XA Active CN111464145B (zh) 2020-04-07 2020-04-07 一种数字步进衰减器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11121702B1 (zh)
CN (1) CN111464145B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113437948B (zh) * 2021-06-09 2023-04-07 电子科技大学 全nmos晶体管的开关式低附加相移的数字步进式衰减器

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102483637A (zh) * 2009-09-25 2012-05-30 密克罗奇普技术公司 补偿带隙

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1380048A (en) * 1971-02-17 1975-01-08 Dunlop Ltd Temperature control systems
US4478527A (en) * 1982-12-02 1984-10-23 General Signal Corporation Temperature compensation for zero and span changes in a measurement circuit
JP3362931B2 (ja) * 1993-09-30 2003-01-07 ソニー株式会社 アツテネータ回路
FI114753B (fi) * 1997-09-19 2004-12-15 Nokia Corp Lämpötilan kompensointi elektroniikkalaitteissa
JP2000196395A (ja) * 1998-12-25 2000-07-14 Mitsubishi Electric Corp 温度補償形減衰器およびマイクロ波装置
CN201340440Y (zh) * 2008-12-25 2009-11-04 上海贝岭股份有限公司 一种时钟产生电路
US8779870B2 (en) * 2011-10-05 2014-07-15 International Business Machines Corporation Low phase variation CMOS digital attenuator
CN202268852U (zh) * 2011-10-24 2012-06-06 波达通信设备（广州）有限公司 一种具有温度补偿功能的agc电路
CN111373885B (zh) * 2013-05-10 2016-06-22 西安空间无线电技术研究所 一种利用阶跃倍频器进行温度系数补偿的铷钟电路结构
CN103427781B (zh) * 2013-08-31 2016-07-06 西安电子科技大学 硅基高线性度低相移超宽带数字衰减器
US9543921B2 (en) * 2014-10-15 2017-01-10 Analog Devices Global Apparatus and methods for controlling overshoot in digital step attenuators
CN104852706A (zh) * 2015-01-30 2015-08-19 黄华 低附加相移数字衰减器
CN106851889B (zh) * 2015-12-04 2018-11-23 法雷奥照明湖北技术中心有限公司 用于发光二极管的温度自适应控制电路及照明和/或信号指示装置
US20180062622A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-01 Skyworks Solutions, Inc. Binary-weighted attenuator having compensation circuit
US10003322B2 (en) * 2016-10-06 2018-06-19 Psemi Corporation Temperature compensated digital step attenuator
CN206835057U (zh) * 2017-06-07 2018-01-02 成都振芯科技股份有限公司 一种数控衰减器
CN207424076U (zh) * 2017-10-17 2018-05-29 深圳南云微电子有限公司 电流检测电路
CN109039288B (zh) * 2018-07-27 2022-04-19 成都仕芯半导体有限公司 可调增益均衡器
CN109412554B (zh) * 2018-09-22 2023-03-10 复旦大学 一种宽带高精度数控有源衰减器
CN110324023A (zh) * 2019-06-13 2019-10-11 浙江大学 一种基于并联电容补偿的超宽带低相位误差数字衰减器

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102483637A (zh) * 2009-09-25 2012-05-30 密克罗奇普技术公司 补偿带隙

Also Published As

Publication number Publication date
CN111464145A (zh) 2020-07-28
US20210313967A1 (en) 2021-10-07
US11121702B1 (en) 2021-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8334718B2 (en) Variable attenuator having stacked transistors
US10069481B2 (en) State change stabilization in a phase shifter/attenuator circuit
US8111096B2 (en) Variable gain amplifier circuit and filter circuit
US10277201B2 (en) Temperature compensated digital step attenuator
WO2017095519A1 (en) Low phase shift, high frequency attenuator
GB2312111A (en) Monolithic step attenuator having internal frequency compensation
US5109204A (en) High power RF precision attenuator
WO2007032611A1 (en) Digital attenuation apparatus having ultra broadband and excellent attenuation characteristics
KR100297044B1 (ko) 스텝 감쇠기
US5440280A (en) Digital microwave multi-bit attenuator
CN111464145B (zh) 一种数字步进衰减器
US11705889B2 (en) Compact digital attenuator
US7352259B2 (en) Broadband step attenuator with improved time domain performance
CN116865715A (zh) 一种射频衰减电路和射频芯片
CN116155235A (zh) 一种低插入损耗高精度的有源数控衰减器
US9374064B1 (en) Micro-step resistance networks
JP4099580B2 (ja) 電力増幅器
KR102634278B1 (ko) 저잡음 증폭기
Baranauskas et al. A 1.6–3.2-GHz Sixth-Order ${+} $13.1-dBm OIP3 Linear Phase ${g} _ {m} $-$ C $ Filter for Fiber-Optic EDC Receivers
US20240056081A1 (en) Buffer circuitry having improved bandwidth and return loss
US20200313652A1 (en) Reconfigurable filter for digitally controlled phase shifter
JP3104657B2 (ja) ステップアテネータ
CN118041298A (zh) 一种新型低相移射频衰减器电路、附加相位误差消除电路及系统
JPH05129957A (ja) 減衰回路および集積回路
JP2000188523A (ja) 信号減衰器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant