CN111934631A - 指数放大器及无线通信设备 - Google Patents

Abstract

一种指数放大器及无线通信设备，包括指数电流生成电路、电阻组件以及放大电路；指数电流生成电路当接入控制电压和第一参考电压时，输出与控制电压和第一参考电压之间的压差信号呈指数关系的指数电流；电阻组件将指数电流转换为指数电压；放大电路当接入输入电压时，根据指数电压对输入电压进行放大以生成输出电压；其中，放大电路的放大倍数与指数电压呈线性关系；由于电路增益变化范围没有采用泰勒级数展开近似，故增加了放大器的可调增益范围，且该指数放大器的对数增益特征线理论上不是近似的，而是理想的直线。

Description

指数放大器及无线通信设备

技术领域

本申请属于放大器领域，尤其涉及一种指数放大器及无线通信设备。

背景技术

指数放大器在无线通信中应用较多，其中一个主要问题是，信号接收端得到的信号能量随着与信号发射端距离的变化而变化。当两者距离较远时，接收端输入信号幅度很小，需要放大后才可以让后续处理系统对其处理。而当两者距离较近时，接收端得到的信号强，需要降低幅度才能给后续系统处理。

国内外均有指数可变增益放大器的论文和专利，多使用泰勒级数展开特性进行指数特性近似。例如，申请公布号为CN 105871347 A的专利《一种低功耗CMOS可变增益放大器》中，低功耗CMOS可变增益放大器包括至少一个吉尔伯特电路、固定增益放大器、偏置电路和伪指函数发生电路。吉尔伯特电路的输入端接入输入电压信号。吉尔伯特电路的输出端接固定增益放大器的输入端，固定增益放大器的输出端送出输出电压信号。偏置电路的输出端连接吉尔伯特电路、固定增益放大器和伪指函数发生电路。伪指函数发生电路的输入端接入增益控制电压信号，伪指函数发生电路的输出端产生一个随增益控制电压呈指数规律变化的指数变化电压信号，该指数变化电压信号接入吉尔伯特电路的控制端，去控制吉尔伯特电路的增益。其理论上使用的指数特性实现公式为

电路实现上使用公式为

其中要求Kp1与Kn2相等，即PMOS管和NMOS的导电特性相同，这在芯片生产中很难得到。而且两种类型器件的阈值电压也不相同，所以指数特性只能近似得到。

再例如，专利申请号为US 7,183,849 B2的美国专利《线性跨导可调增益放大器》中，也是用了泰勒级数展开近似，最后给出控制电压Vc从0.9V至1.8V的情况下，电路增益变化范围为-2d至-18dB，并且控制特性先的两端已经与理想的对数直线偏离。

故采用

类似的泰勒级数展开的方法存在缺点，即自变量x只有在一个很小的范围内变化，才能保证函数与等号最左侧的指数近似相等，这也导致了电路最后得到的增益变化范围很小，如第二个例子中只有16dB的范围。

发明内容

本申请的目的在于提供一种指数放大器及无线通信设备，旨在解决传统的指数放大器存在的增益变化范围很小和对数增益可调特征线非线性的问题。

本申请实施例的提供了一种指数放大器，包括：

指数电流生成电路，配置为当接入控制电压和第一参考电压时，输出与所述控制电压和所述第一参考电压之间的压差信号呈指数关系的指数电流；

电阻组件，与所述指数电流生成电路连接，配置为将所述指数电流转换为指数电压；

放大电路，与电阻组件连接，配置为当接入输入电压时，根据所述指数电压对所述输入电压进行放大以生成输出电压；其中，所述放大电路的放大倍数与所述指数电压呈线性关系。

在其中一个实施例中，所述放大电路包括多个依次串联的放大组件；其中，所述放大电路的放大倍数与所述放大组件的个数呈倍数关系。

在其中一个实施例中，所述放大组件包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第一电阻以及第二电阻；

所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极共接于第一电源，所述第一场效应管的栅极为所述放大组件的正极输入端，所述第二场效应管的栅极为所述放大组件的负极输入端，所述第一场效应管的漏极与所述第五场效应管的源极和所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第二场效应管的漏极与所述第六场效应管的源极和所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的正相输入端和第二运算放大器的正相输入端为所述放大组件的指数电压输入端，所述第一运算放大器的输出端与所述第五场效应管的栅极连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第六场效应管的栅极连接，第五场效应管的漏极、所述第一电阻的第一端以及所述第三场效应管的漏极共同构成所述放大组件的负极输出端，第六场效应管的漏极、所述第二电阻的第一端以及所述第四场效应管的漏极共同构成所述放大组件的正极输出端，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端和所述第三运算放大器的正相输入端连接，所述第三运算放大器的输出端与所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极连接，所述第三运算放大器的反相输入端为放大组件的第三参考电压输入端，所述第三场效应管的源极和所述第四场效应管的源极共接于电源地。

在其中一个实施例中，所述指数放大器还包括：

恒流源，与所述指数电流生成电路连接，配置为稳定输出基准电流至所述指数电流生成电路；

其中，所述指数电流生成电路输出的所述指数电流与所述基准电流呈线性关系。

在其中一个实施例中，所述恒流源包括第七场效应管、第八场效应管、第九场效应管、第十场效应管、第十一场效应管以及第三电阻；

所述第十一场效应管的源极、所述第七场效应管的源极以及所述第三电阻的第一端共接于第二电源，所述第三电阻的第二端与所述第八场效应管的源极连接，所述第七场效应管的栅极与所述第八场效应管的栅极、所述第七场效应管的漏极、所述第九场效应管的漏极以及所述第十一场效应管的栅极连接，所述第八场效应管的漏极与所述第十场效应管的漏极、所述第十场效应管的栅极以及所述第九场效应管的栅极连接，所述第九场效应管的源极和所述第十场效应管的源极共接于电源地，所述第十一场效应管的漏极为所述恒流源的基准电流输出端。

在其中一个实施例中，所述指数电流生成电路包括第一可变增益放大器、第二可变增益放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第十二场效应管、第十三场效应管、第十四场效应管、第十五场效应管、第十六场效应管以及第十七场效应管；

所述第十二场效应管的漏极、所述第十二场效应管的栅极、所述第四运算放大器的反相输入端以及所述第五运算放大器的反相输入端共同构成所述指数电流生成电路的基准电流输入端，所述第一可变增益放大器的正相输入端为所述指数电流生成电路的第二参考电压输入端，所述第一可变增益放大器的反相输入端和所述第二可变增益放大器的反相输入端共同构成所述指数电流生成电路的第二参考电压输入端，所述第一可变增益放大器的正相输出端与所述第十六场效应管的栅极连接，所述第一可变增益放大器的反相输出端与所述第十五场效应管的栅极连接，所述第一可变增益放大器的共模电压输出端与所述第四运算放大器的正相输入端连接，所述第四运算放大器的输出端与所述第一可变增益放大器的共模电压反馈端连接，所述第一可变增益放大器的控制端与所述第二可变增益放大器的控制端、所述第十四场效应管的漏极以及所述第十六场效应管的漏极连接；

所述第二可变增益放大器的正相输入端为所述指数电流生成电路的控制电压输入端，所述第二可变增益放大器的正相输出端与所述第十七场效应管的栅极连接，所述第十七场效应管的漏极为指数电流输出端，所述第二可变增益放大器的共模电压输出端与所述第五运算放大器的正相输入端连接，所述第五运算放大器的输出端与所述第二可变增益放大器的共模电压反馈端连接；

所述第十三场效应管的源极和所述第十四场效应管的源极共接于第三电源，所述第十三场效应管的栅极与所述第十四场效应管的栅极、所述第十三场效应管的漏极以及所述第十五场效应管的漏极连接；

所述第十五场效应管的源极、所述第十六场效应管的源极、所述第十二场效应管的源极和所述第十七场效应管的源极共接于电源地。

在其中一个实施例中，所述电阻组件包括第四电阻。

本发明实施例还提供一种无线通信设备，所述无线通信设备包括如上述的指数放大器。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：由于指数电流生成电路输出与控制电压和第一参考电压之间的压差信号呈指数关系的指数电流；电阻组件将指数电流转换为指数电压；放大电路当接入输入电压时，根据指数电压对输入电压进行放大以生成输出电压；而放大电路的放大倍数与指数电压呈线性关系；故放大电路的放大倍数与控制电压和第一参考电压之间的压差信号呈指数关系；电路增益变化范围没有采用泰勒级数展开近似，增加了指数放大器的可调增益范围，且对数增益特征线理论上不是近似的，而是理想的直线。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术发明，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例提供的指数放大器的一种结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的指数放大器的放大电路的一种结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的指数放大器的另一种结构示意图；

图4为本申请一实施例提供的指数放大器的部分示例电路原理图；

图5为本申请一实施例提供的指数放大器的放大组件的示例电路原理图；

图6为本申请一实施例提供的指数放大器的瞬态仿真结果图；

图7为本申请一实施例提供的不同温度下指数放大器的增益随控制电压变化的特征线图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1示出了本申请较佳实施例提供的指数放大器的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述指数放大器包括指数电流生成电路11、电阻组件12以及放大电路13。

指数电流生成电路11，配置为当接入控制电压Vc和第一参考电压Vr1时，输出与控制电压Vc和第一参考电压Vr之间的压差信号呈指数关系的指数电流Icont。

电阻组件12，与指数电流生成电路11连接，配置为将指数电流Icont转换为指数电压Vcont。具体地，电阻组件12具体配置为根据电源电压Vs将指数电流Icont转换为指数电压Vcont。

放大电路13，与电阻组件12连接，配置为当接入输入电压Vin时，根据指数电压Vcont对输入电压Vin进行放大以生成输出电压Vout；其中，放大电路13的放大倍数与指数电压Vcont呈线性关系。

由于指数电流生成电路输出与控制电压和第一参考电压之间的压差信号呈指数关系的指数电流；而放大电路的放大倍数与指数电压呈线性关系；故放大电路的放大倍数与控制电压和第一参考电压之间的压差信号呈指数关系；电路增益变化范围没有采用泰勒级数展开近似，增加了指数放大器的可调增益范围，且对数增益特征线理论上不是近似的，而是理想的直线。

如图2所示，放大电路13包括多个依次串联的放大组件13i；其中，放大电路13的放大倍数与放大组件13i的个数呈倍数关系。

通过级联放大组件13i，可以呈倍数的增大指数放大器的放大倍数，提高了指数放大器的增益。

如图3所示，指数放大器还包括恒流源14。

恒流源14，与指数电流生成电路11连接，配置为稳定输出基准电流至指数电流生成电路11；

其中，指数电流生成电路11输出的指数电流与基准电流呈线性关系。

通过恒流源14提供稳定的基准电流，可以提高指数电流的精度，进而提高了指数放大器的放大精度。

图4示出了本发明实施例提供的指数放大器的部分示例电路结构，图5示出了本发明实施例提供的指数放大器中的放大组件13i的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

恒流源14包括第七场效应管M7、第八场效应管M8、第九场效应管M9、第十场效应管M10、第十一场效应管M11以及第三电阻Rs。

第十一场效应管M11的源极、第七场效应管M7的源极以及第三电阻Rs的第一端共接于第二电源VBB，第三电阻Rs的第二端与第八场效应管M8的源极连接，第七场效应管M7的栅极与第八场效应管M8的栅极、第七场效应管M7的漏极、第九场效应管M9的漏极以及第十一场效应管M11的栅极连接，第八场效应管M8的漏极与第十场效应管M10的漏极、第十场效应管M10的栅极以及第九场效应管M9的栅极连接，第九场效应管M9的源极和第十场效应管M10的源极共接于电源地，第十一场效应管M11的漏极为恒流源14的基准电流输出端。

指数电流生成电路11包括第一可变增益放大器U1、第二可变增益放大器U2、第四运算放大器A4、第五运算放大器A5、第十二场效应管M12、第十三场效应管M13、第十四场效应管M14、第十五场效应管M15、第十六场效应管M16以及第十七场效应管M17。

第十二场效应管M12的漏极、第十二场效应管M12的栅极、第四运算放大器A4的反相输入端以及第五运算放大器A5的反相输入端共同构成指数电流生成电路11的基准电流输入端，第一可变增益放大器U1的正相输入端为指数电流生成电路11的第二参考电压输入端，第一可变增益放大器U1的反相输入端和第二可变增益放大器U2的反相输入端共同构成指数电流生成电路11的第二参考电压输入端，第一可变增益放大器U1的正相输出端与第十六场效应管M16的栅极连接，第一可变增益放大器U1的反相输出端与第十五场效应管M15的栅极连接，第一可变增益放大器U1的共模电压输出端与第四运算放大器A4的正相输入端连接，第四运算放大器A4的输出端与第一可变增益放大器U1的共模电压反馈端连接，第一可变增益放大器U1的控制端与第二可变增益放大器U2的控制端、第十四场效应管M14的漏极以及第十六场效应管M16的漏极连接；第二可变增益放大器U2的正相输入端为指数电流生成电路11的控制电压输入端，第二可变增益放大器U2的正相输出端与第十七场效应管M17的栅极连接，第十七场效应管M17的漏极为指数电流输出端，第二可变增益放大器U2的共模电压输出端与第五运算放大器A5的正相输入端连接，第五运算放大器A5的输出端与第二可变增益放大器U2的共模电压反馈端连接；第十三场效应管M13的源极和第十四场效应管M14的源极共接于第三电源VCC，第十三场效应管M13的栅极与第十四场效应管M14的栅极、第十三场效应管M13的漏极以及第十五场效应管M15的漏极连接；第十五场效应管M15的源极、第十六场效应管M16的源极、第十二场效应管M12的源极和第十七场效应管M17的源极共接于电源地。

电阻组件12包括第四电阻Rc。

放大组件13i包括第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、第三运算放大器A3、第一场效应管M1、第二场效应管M2、第三场效应管M3、第四场效应管M4、第五场效应管M5、第六场效应管M6、第一电阻RD1以及第二电阻RD2。

第一场效应管M1的源极和第二场效应管M2的源极共接于第一电源VAA，第一场效应管M1的栅极为放大组件13i的正极输入端，第二场效应管M2的栅极为放大组件13i的负极输入端，第一场效应管M1的漏极与第五场效应管M5的源极和第一运算放大器A1的反相输入端连接，第二场效应管M2的漏极与第六场效应管M6的源极和第二运算放大器A2的反相输入端连接，第一运算放大器A1的正相输入端和第二运算放大器A2的正相输入端为放大组件13i的指数电压输入端，第一运算放大器A1的输出端与第五场效应管M5的栅极连接，第二运算放大器A2的输出端与第六场效应管M6的栅极连接，第五场效应管M5的漏极、第一电阻RD1的第一端以及第三场效应管M3的漏极共同构成放大组件13i的负极输出端，第六场效应管M6的漏极、第二电阻RD2的第一端以及第四场效应管M4的漏极共同构成放大组件13i的正极输出端，第一电阻RD1的第二端与第二电阻RD2的第二端和第三运算放大器A3的正相输入端连接，第三运算放大器A3的输出端与第三场效应管M3的栅极和第四场效应管M4的栅极连接，第三运算放大器A3的反相输入端为放大组件的第三参考电压输入端，第三场效应管M3的源极和第四场效应管M4的源极共接于电源地。

以下结合工作原理对图4和图5所示的作进一步说明：

在恒流源14中，第七场效应管M7(PMOS管)和第八场效应管M8(PMOS管)偏置在饱和区，第七场效应管M7的栅极的宽长比和第八场效应管M8的栅极的宽长比的比值为1：K，则恒流源14输出的基准电流由K以及第三电阻R_S决定，具体计算公式为：

其中，I_r为基准电流，μ_P为第七场效应管M7的载流子迁移率，C_OX为第七场效应管M7的栅极的单位面积电容值，

为第七场效应管M7的栅极的宽长比，K为第八场效应管M8的栅极的宽长比除以第七场效应管M7的栅极的宽长比的商。

本发明中的恒流源14的PMOS管的宽长比的比例K并不要求一定是固定值，可以大于1的任意值，具有了较大的灵活性。

指数电流生成电路11当接入控制电压Vc和第一参考电压Vr1时，输出与控制电压Vc和第一参考电压Vr1之间的压差信号呈指数关系的指数电流Icont，指数电流生成电路11中的第十五场效应管M15(NMOS管)和第十六场效应管M16(NMOS管)正常工作时处于亚阈值区，第十五场效应管M15和第十六场效应管M16电流镜的比例为1/m:m。第一可变增益放大器U1和第二可变增益放大器U2为相同的可变增益放大器，其增益第十四场效应管M14的漏极的电压Vx调节。第十七场效应管M17(NMOS管)输出指数电流，指数电流大小为：

其中，I_cont为指数电流，V_C为控制电压，V_r1为第一参考电压，V_r2为第二参考电压，m为第十六场效应管M16和第十五场效应管M15的电流镜比例的开平方值，I_r是输入进指数电流生成器的基准电流。

在放大组件13i中，第一场效应管M1和第二场效应管M2是输入电压Vin的差分信号输入器件，工作时被偏置在线性区。由于第一运算放大器A1的正相输入端和第一运算放大器A1的正相输入端均输入指数电压Vcont，故第一场效应管M1的漏端电压和第二场效应管M2的漏端电压均与Vcont相等；故第一电阻RD1和第二电阻RD2连接节点的电压是该放大组件13i的输出差分电压的共模电压，与第三场效应管M3(NMOS管)和第四场效应管M4(NMOS管)及第三运算放大器A3共同实现共模负反馈功能，稳定输出共模电平。

输入电压Vin的差分信号输入时，流经第一场效应管M1和第二场效应管M2的电流之差流过两个第一电阻RD1和第二电阻RD2(第一电阻RD1的阻值和第二电阻RD2的阻值相等)，结合线性区工作MOS管电流计算公式，得到输出电压为：

其中，V_O为输出电压，R_D为第一电阻RD1的阻值和第二电阻RD2的阻值，μ_P为第一场效应管M1的载流子迁移率，C_OX为第一场效应管M1的栅极的单位面积电容值，

为第一场效应管M1的栅极的宽长比，V_DS1为第一场效应管M1的漏源电流，VIP为输入电压的正极的电位，VIN为输入电压的负极的电位。

可以看到，此放大器组件的增益与输入PMOS管(第一场效应管M1和第二场效应管M2)漏端电压呈线性关系，即与指数电压V_cont呈线性关系。此结构的放大组件13i不同于输入差分对管源级短接至一个尾流管的传统放大器，在差分输入信号很大时，本发明的放大组件13i仍然可以保持输出增益，而传统放大器则会出现一半电路吸收全部电流，另一半电路没有电流的情况。

由于指数放大器包括指数电流生成器、恒流源14、放大电路13以及电阻组件12。指数电流生成器输出的电流流过电阻组件12中的第四电阻R_C，得到指数电压V_cont，指数电压V_cont为电源电压Vs和降压电压的差值，其中，降压电压为第四电阻R_C的阻值和指数电流的乘积。

指数电压输入到放大电路13中的各放大组件13i，故将公式1、2和3结合，得到每一个放大组件13i的增益为：

对公式4化简，得到

对公式5两边取20倍对数，得到

可以看到，取对数后，公式6是一条关于控制电压V_C的直线，直线的斜率由指数电流生成器中的电流镜镜像比例和输入的第一参考电压V_r1和第二参考电压V_r2的差值决定的。式子第一项是对数增益直线的零点增益，即控制电压Vc等于第一参考电压Vr1时的增益，若电阻比例与PMOS管尺寸比例的积为1，则控制电压Vc等于第一参考电压Vr1时，增益的对数线过零点。若将放大组件13i级联，对数增益直线的斜率将成倍增加，设级联的放大组件13i个数为N，有放大电路13的总增益为

上述的指数放大器的电路可以集成于芯片中，电路实现上，第一参考电压V_r1和第二参考电压V_r2可以由芯片内带隙基准产生，也可以由芯片外的电源提供，可以灵活调节。放大组件13i的链路中放大组件13i的个数N也可以灵活调节，因此增益对数直线的斜率可以灵活调节，增益的范围也可以灵活调节。由于电路增益变化范围没有采用泰勒级数展开近似，故增加指数放大器的可调增益范围，本发明可以支持已实现的80dB可调范围。

值得注意的是，公式7的第一项由电阻的比例和几个PMOS管尺寸的比例决定的，与工艺参数和温度无关。故算法理论上，本发明的放大器增益与温度无关，也不受工艺参数变化影响。

图6示出了指数放大器的瞬态仿真结果。由图可见，当缩小输入电压时，输入电压Vin的差分信号幅度可以达到1V，输出正常缩小。当放大输入电压时，输入毫伏级信号，输出幅度大于1V。

图7示出了不同温度下指数放大器的增益随控制电压变化的特征线。横坐标是输入的控制电压，纵坐标是指数放大器的增益。图中4条线分别是从-40摄氏度至80摄氏度，每40度一个温度扫描的结果。可以看出4条基本上是直线，且各温度下差别较小。每条线在输入的控制电压变化2V的范围内，可调范围约是80dB。

本发明实施例中放大电路中放大组件的个数，指数电流生成器个数，第四电阻R_C的个数，都可以灵活选择。可以使用单个指数电流与单个第四R_C电阻产生控制电压V_cont，从而控制单个放大器组件。

饱和区工作的恒流源可以使用PMOS器件，也可以使用NMOS器件。对应放大组件也可以使用PMOS或者NMOS器件作为信号输入器件。具体实施中，第一参考电压V_r1和第二参考电压V_r2的值可以灵活选择，实现方式也可以灵活选择。

本发明实施例还提供一种无线通信设备，所述无线通信设备包括如上述的指数放大器。

本发明实施例通过包括指数电流生成电路、电阻组件以及放大电路；指数电流生成电路当接入控制电压和第一参考电压时，输出与控制电压和第一参考电压之间的压差信号呈指数关系的指数电流；电阻组件将指数电流转换为指数电压；放大电路当接入输入电压时，根据指数电压对输入电压进行放大以生成输出电压；其中，放大电路的放大倍数与指数电压呈线性关系；由于电路增益变化范围没有采用泰勒级数展开近似，故增加放大器的可调增益范围，且该指数放大器的对数增益特征线理论上不是近似的，而是理想的直线；算法理论上，指数放大器的增益与温度无关且不受工艺参数变化影响；同时，支持大摆幅差分信号输入，大至1V级别的差分输入信号不会令指数放大器饱和；该指数放大器采用CMOS工艺即可实现，算法中指数部分不需要使用双极型器件；指数放大器的对数增益可调特征线的斜率容易调节，即增益的控制灵敏度容易调节。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种指数放大器，其特征在于，包括：

指数电流生成电路，配置为当接入控制电压和第一参考电压时，输出与所述控制电压和所述第一参考电压之间的压差信号呈指数关系的指数电流；

电阻组件，与所述指数电流生成电路连接，配置为将所述指数电流转换为指数电压；

放大电路，与电阻组件连接，配置为当接入输入电压时，根据所述指数电压对所述输入电压进行放大以生成输出电压；其中，所述放大电路的放大倍数与所述指数电压呈线性关系。

2.如权利要求1所述的指数放大器，其特征在于，所述放大电路包括多个依次串联的放大组件。

3.如权利要求2所述的指数放大器，其特征在于，其中，所述放大电路的放大倍数与所述放大组件的个数呈倍数关系。

4.如权利要求2所述的指数放大器，其特征在于，所述放大组件包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管、第五场效应管、第六场效应管、第一电阻以及第二电阻；

所述第一场效应管的源极和所述第二场效应管的源极共接于第一电源，所述第一场效应管的栅极为所述放大组件的正极输入端，所述第二场效应管的栅极为所述放大组件的负极输入端，所述第一场效应管的漏极与所述第五场效应管的源极和所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第二场效应管的漏极与所述第六场效应管的源极和所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的正相输入端和第二运算放大器的正相输入端为所述放大组件的指数电压输入端，所述第一运算放大器的输出端与所述第五场效应管的栅极连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第六场效应管的栅极连接，第五场效应管的漏极、所述第一电阻的第一端以及所述第三场效应管的漏极共同构成所述放大组件的负极输出端，第六场效应管的漏极、所述第二电阻的第一端以及所述第四场效应管的漏极共同构成所述放大组件的正极输出端，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第二端和所述第三运算放大器的正相输入端连接，所述第三运算放大器的输出端与所述第三场效应管的栅极和所述第四场效应管的栅极连接，所述第三运算放大器的反相输入端为放大组件的第三参考电压输入端，所述第三场效应管的源极和所述第四场效应管的源极共接于电源地。

5.如权利要求1所述的指数放大器，其特征在于，所述指数放大器还包括：

恒流源，与所述指数电流生成电路连接，配置为稳定输出基准电流至所述指数电流生成电路。

6.如权利要求5所述的指数放大器，其特征在于，所述指数电流生成电路输出的所述指数电流与所述基准电流呈线性关系。

7.如权利要求5所述的指数放大器，其特征在于，所述恒流源包括第七场效应管、第八场效应管、第九场效应管、第十场效应管、第十一场效应管以及第三电阻；

所述第十一场效应管的源极、所述第七场效应管的源极以及所述第三电阻的第一端共接于第二电源，所述第三电阻的第二端与所述第八场效应管的源极连接，所述第七场效应管的栅极与所述第八场效应管的栅极、所述第七场效应管的漏极、所述第九场效应管的漏极以及所述第十一场效应管的栅极连接，所述第八场效应管的漏极与所述第十场效应管的漏极、所述第十场效应管的栅极以及所述第九场效应管的栅极连接，所述第九场效应管的源极和所述第十场效应管的源极共接于电源地，所述第十一场效应管的漏极为所述恒流源的基准电流输出端。

8.如权利要求1所述的指数放大器，其特征在于，所述指数电流生成电路包括第一可变增益放大器、第二可变增益放大器、第四运算放大器、第五运算放大器、第十二场效应管、第十三场效应管、第十四场效应管、第十五场效应管、第十六场效应管以及第十七场效应管；

所述第十二场效应管的漏极、所述第十二场效应管的栅极、所述第四运算放大器的反相输入端以及所述第五运算放大器的反相输入端共同构成所述指数电流生成电路的基准电流输入端，所述第一可变增益放大器的正相输入端为所述指数电流生成电路的第二参考电压输入端，所述第一可变增益放大器的反相输入端和所述第二可变增益放大器的反相输入端共同构成所述指数电流生成电路的第二参考电压输入端，所述第一可变增益放大器的正相输出端与所述第十六场效应管的栅极连接，所述第一可变增益放大器的反相输出端与所述第十五场效应管的栅极连接，所述第一可变增益放大器的共模电压输出端与所述第四运算放大器的正相输入端连接，所述第四运算放大器的输出端与所述第一可变增益放大器的共模电压反馈端连接，所述第一可变增益放大器的控制端与所述第二可变增益放大器的控制端、所述第十四场效应管的漏极以及所述第十六场效应管的漏极连接；

所述第二可变增益放大器的正相输入端为所述指数电流生成电路的控制电压输入端，所述第二可变增益放大器的正相输出端与所述第十七场效应管的栅极连接，所述第十七场效应管的漏极为指数电流输出端，所述第二可变增益放大器的共模电压输出端与所述第五运算放大器的正相输入端连接，所述第五运算放大器的输出端与所述第二可变增益放大器的共模电压反馈端连接；

所述第十三场效应管的源极和所述第十四场效应管的源极共接于第三电源，所述第十三场效应管的栅极与所述第十四场效应管的栅极、所述第十三场效应管的漏极以及所述第十五场效应管的漏极连接；

所述第十五场效应管的源极、所述第十六场效应管的源极、所述第十二场效应管的源极和所述第十七场效应管的源极共接于电源地。

9.如权利要求1所述的指数放大器，其特征在于，所述电阻组件包括第四电阻。

10.一种无线通信设备，其特征在于，所述无线通信设备包括如权利要求1至9任意一项所述的指数放大器。

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