CN116830453A - 移相器、相控阵、电子设备和终端设备 - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
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Abstract
本申请提供了一种移相器、相控阵、电子设备和终端设备,其特征在于,所述移相器包括可变增益放大器,所述可变增益放大器包括:差分电路、电容电路和控制电路;差分电路,包括第一信号输入端和第二信号输入端;电容电路,包括第一电容、第一开关、第二电容和第二开关,第一电容通过第一开关耦合在差分电路的第一输入端与公共地之间,第二电容通过第二开关耦合在差分电路的第二输入端与公共地之间;控制电路,用于控制第一开关和第二开关导通或者关断。本申请实施例所提供的可变增益放大器,可以提高通信信号的质量。
Description
本申请实施例涉及无线通信领域,尤其涉及一种移相器、相控阵、电子设备和终端设备。
伴随着科学技术的发展,通信技术得以突飞猛进的提升。在诸如毫米波通信技术中,通常采用相控阵实现波束成型和波束控制。随着5G通信技术、自动驾驶技术以及人工智能技术等各种技术的发展,对发射信号的要求越来越高,这就对移相器的精度提出了更高的要求。
传统技术中,移相器移相的准确度偏差较大,从而影响了通信信号的质量。
发明内容
本申请实施例提供了一种移相器、相控阵、电子设备和终端设备,可以提高通信信号的质量。
为达到上述目的,本申请采用如下技术方案:
第一方面,本申请实施例提供一种移相器,所述移相器包括可变增益放大器,所述可变增益放大器包括:差分电路、电容电路和控制电路;所述差分电路,包括第一信号输入端和第二信号输入端;所述电容电路,包括第一电容、第一开关、第二电容和第二开关,所述第一电容通过所述第一开关耦合在所述差分电路的第一信号输入端与公共地之间,所述第二电容通过所述第二开关耦合在所述差分电路的第二信号输入端与公共地之间;所述控制电路,用于控制所述第一开关和所述第二开关导通或者关断。
本申请实施例通过设置电容电路和控制电路,可以对差分电路中的寄生电容进行电容补偿,可以使得差分电路中的寄生电容稳定在一定的范围内,从而提高可变增益放大器输入阻抗的稳定性,进而提高可变增益放大器的性能。
在一种可能的实现方式中,所述差分电路包括第一差分电路和第二差分电路;所述第一差分电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端;所述第二差分电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端;所述第一差分电路的第一输入端和所述第二差分电路的第一输入端耦合至所述差分电路的第一信号输入端,用于输入第一信号;所述第一差分电路的第二输入端和所述第二差分电路的第二输入端耦合至所述差分电路的第二信号输入端,用于输入第二信号;所述第一差分电路的第三输入端耦合至所述差分电路的第一偏置参数输入端,用于输入第一偏置电流;所述第二差分电路的第三输入端耦合至所述差分电路的第二偏置参数输入端,用于输入第二偏置电流;所述第一差分电路的第一输出端和所述第二差分电路的第一输出端耦合至所述差分电路的第一信号输出端;所述第一差分电路的第二输出端和所述第二差分电路的第 二输出端耦合至所述差分电路的第二信号输出端。
在一种可能的实现方式中,所述第一信号和所述第二信号为差分信号。
在一种可能的实现方式中,所述可变增益放大器还包括电流源电路,所述电流源电路用于为所述可变增益放大器提供偏置电流。
在一种可能的实现方式中,所述电流源电路包括第一电流源和第二电流源;所述第一电流源用于向所述第一差分电路提供所述第一偏置电流;所述第二电流源用于向所述第二差分电路提供所述第二偏置电流。
在一种可能的实现方式中,所述可变增益放大器还包括电流镜电路;所述电流镜电路用于向所述电流源提供镜像电流。
在一种可能的实现方式中,所述电流镜电路包括第一电流镜和第二电流镜;所述第一电流镜用于向所述第一电流源提供第一镜像电流,所述第二电流镜用于向所述第二电流源提供第二镜像电流。
在一种可能的实现方式中,所述第一电流源包括第五晶体管(例如图10所示的晶体管M5),所述第二电流源包括第六晶体管(例如图10所示的晶体管M6);所述第五晶体管的第一极耦合至所述第一差分电路的第三输入端,所述第五晶体管的第二极耦合至公共地,所述第五晶体管的控制极耦合至所述第一电流镜(例如图10所示的晶体管M7)的控制端;所述第六晶体管的第一极耦合至所述第二差分电路的第三输入端,所述第六晶体管的第二极耦合至公共地,所述第六晶体管的控制极耦合至所述第二电流镜(例如图10所示的晶体管M8)的控制端。
在一种可能的实现方式中,所述可变增益放大器还包括数模转换器;所述数模转换器用于向所述电流镜电路提供控制信号。
在一种可能的实现方式中,所述数模转换器包括第一输出端和第二输出端;所述数模转换器的第一输出端用于向所述第一电流镜提供第一控制信号;所述数模转换器的第二输出端用于向所述第二电流镜提供第二控制信号。
在一种可能的实现方式中,所述控制电路用于:基于所述偏置电流,控制所述第一开关和所述第二开关导通或者关断。
在一种可能的实现方式中,所述差分电路包括第一差分电路和第二差分电路;所述第一差分电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端;所述第二差分电路包括第一输入端、第二输入端、第三输入端、第一输出端和第二输出端;所述第一差分电路的第一输入端和所述第二差分电路的第一输入端耦合至所述差分电路的第一偏置参数输入端,用于输入第一偏置电压;所述第一差分电路的第二输入端和所述第二差分电路的第二输入端耦合至所述差分电路的第二偏置参数输入端,用于输入第二偏置电压信号;所述第一差分电路的第三输入端耦合至所述差分电路的第一信号输入端,用于输入第一信号;所述第二差分电路的第三输入端耦合至所述差分电路的第二信号输入端,用于输入第二信号;所述第一差分电路的第一输出端和所述第二差分电路的第一输出端耦合至所述差分电路的第一信号输出端;所述第一差分电路的第二输出端和所述第二差分电路的第二输出端耦合至所述差分电路的第二信号输出端。
在一种可能的实现方式中,所述可变增益放大器还包括第五晶体管和第六晶体管;所述第五晶体管的第一极耦合至所述第一差分电路的第三输入端,所述第五晶体管的第二极 耦合至公共地,所述第五晶体管的栅极用于输入第一信号;所述第六晶体管的第一极耦合至所述第二差分电路的第三输入端,所述第六晶体管的第二极耦合至公共地,所述第六晶体管的栅极用于输入第二信号。
在一种可能的实现方式中,所述可变增益放大器还包括数模转换器;所述数模转换器用于向所述差分电路提供偏置电压。
在一种可能的实现方式中,所述数模转转换器包括第一输出端和第二输出端;所述第一输出端用于向所述第一差分电路提供第一偏置电压;所述第二输出端用于向所述第二差分电路提供第二偏置电压。
在一种可能的实现方式中,所述电容电路还包括第三电容、第三开关、第四电容和第四开关,所述第三电容通过所述第三开关耦合在所述差分电路的第一信号输出端与公共地之间,所述第二电容通过第二开关耦合在所述差分电路的第二信号输出端与公共地之间。
在一种可能的实现方式中,所述差分电路为吉尔伯特结构电路;所述差分电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管;所述第一晶体管的第一极和所述第三晶体管的第一极耦合至所述差分电路的第一信号输出端;所述第二晶体管的第一极和所述第四晶体管的第一极耦合至所述差分电路的第二信号输出端;所述第一晶体管的第二极和所述第二晶体管的第二极耦合至所述差分电路的第一信号输入端或者第一偏置电流输入端;所述第三晶体管的第二极和所述第四晶体管的第二极耦合至所述差分电路的第二输入端或者第二偏置电流输入端。
在一种可能的实现方式中,所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管为NMOS晶体管;所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管为NMOS晶体管;所述第一晶体管的第一极为漏极,所述第一晶体管的第二极为源极;所述第二晶体管的第一极为漏极,所述第一晶体管的第二极为源极所述第三晶体管的第一极为漏极,所述第三晶体管的第二极为源极;所述第四晶体管的第一极为漏极,所述第四晶体管的第二极为源极。
在一种可能的实现方式中,所述控制电路用于:基于所述差分电路的偏置电压,控制所述第一开关和所述第二开关导通或者关断。
在一种可能的实现方式中,所述控制电路用于:从所述数模转换器获取所述数字信号,基于所述数字信号控制所述第一开关和所述第二开关导通或者关断。
在一种可能的实现方式中,所述移相器包括第一输出端、第二输出端以及多个所述的可变增益放大器;所述多个可变增益放大器包括第一可变增益放大器和第二可变增益放大器;所述第一可变增益放大器的第一信号输出端和所述第二可变增益放大器的第一信号输出端均耦合至所述移相器第一输出端;所述第一可变增益放大器的第二信号输出端和所述第二可变增益放大器的第二信号输出端均耦合至所述移相器第二输出端。
在一种可能的实现方式中,所述移相器还包括正交发生器和处理器;所述正交发生器用于:向所述第一可变增益放大器提供第一信号和第二信号,向所述第二可变增益放大器提供第三信号和第四信号,所述第一信号和所述第二信号为差分信号,所述第三信号和所述第四信号为差分信号,所述第一信号和所述三信号为正交信号,所述第二信号和所述第四信号为正交信号;所述处理器用于:从所述第一可变增益放大器接收第五信号和第六信号,从所述第二可变增益放大器接收第七信号和第八信号,基于所述第五信号、第六信号、 第七信号和第八信号,生成矢量合成信号。
第二方面,本申请实施例提供一种可变增益放大器,所述可变增益放大器为第一方面中任意所述的可变增益放大器。
第三方面,本申请实施例提供一种相控阵,所述相控阵包括多个信号传输通道和多个天线,所述多个信号传输通道与所述多个天线对应耦合;所述多个信号传输通道中的每一个信号传输通道包括如第一方面所述的移相器。
在一种可能的实现方式中,所述多个信号传输通道中的每一个信号传输通道还包括如上任意实现方式中所述的可变增益放大器。
第四方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括收发器,该收发器设置于电路板上,所述收发器包括如上任意实现方式中所述的相控阵。
第五方面,本申请实施例提供一种终端,所述终端包括输入输出装置和通信电路;所述通信电路包括收发器,所述收发器设置于电路板上;所述收发器包括如如上任意实现方式中所述的相控阵。
应当理解的是,本申请的第二至五方面与本申请的第一方面的技术方案一致,各方面及对应的可行实施方式所取得的有益效果相似,不再赘述。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例的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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种相控阵的架构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种相控阵工作原理示意图;
图4是本申请实施例提供的相控阵的一个结构示意图;
图5是本申请实施例提供的射频信号发射通道的一个结构示意图;
图6是本申请实施例提供的射频信号发射通道的一个结构示意图;
图7是本申请实施例提供的矢量移相器的一个结构示意图;
图8是本申请实施例提供的可变增益放大器的一个结构示意图;
图9是本申请实施例提供的控制电路的一个结构示意图;
图10是本申请实施例提供的可变增益放大器的一个具体结构示意图;
图11是本申请实施例提供的晶体管栅源寄生电容随差值电流变化情况的示意图;
图12a是本申请实施例提供的采用如图8所示的可变增益放大器形成的矢量移相器的一个结构示意图;
图12b是本申请实施例提供的采用如图10所示的可变增益放大器形成的矢量移相器的一个结构示意图;
图13是本申请实施例提供的可变增益放大器的又一个具体结构示意图;
图14是本申请实施例提供的采用如图13所示的可变增益放大器形成的矢量移相器的一个结构示意图;
图15是本申请实施例提供的可变增益放大器的又一个具体结构示意图;
图16是本申请实施例提供的电子设备的一个结构示意图;
图17是本申请实施例提供的终端设备的一个结构示意图。
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本文所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。"连接"或者"耦合"等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的,等同于广义上的耦合或联通。
在本申请实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指两个或两个以上。例如,多个射频信号发射通道是指两个或两个以上的射频信号发射通道。
无线通信系统中,设备可分为提供无线网络服务的设备和使用无线网络服务的设备。提供无线网络服务的设备是指那些组成无线通信网络的设备,可简称为网络设备(network equipment),或网络单元(network element)。网络设备通常归属于运营商(如中国移动和Vodafone)或基础设施提供商(如铁塔公司),并由这些厂商负责运营或维护。网络设备还可进一步分为无线接入网(radio access network,RAN)设备以及核心网(core network,CN)设备。典型的RAN设备包括基站(base station,BS)。
应理解,基站有时也可以被称为无线接入点(access point,AP),或发送接收点(transmission reception point,TRP)。具体地,基站可以是5G新无线电(new radio,NR)系统中的通用节点B(generation Node B,gNB),4G长期演进(long term evolution,LTE)系统的演进节点B(evolutional Node B,eNB)。根据基站的物理形态或发射功率的不同,基站可被分为宏基站(macro base station)或微基站(micro base station)。微基站有时也被称为小基站或小小区(small cell)。
使用无线网络服务的设备通常位于网络的边缘,可简称为终端(terminal)。终端能够与网络设备建立连接,并基于网络设备的服务为用户提供具体的无线通信业务。应理解,由于终端与用户的关系更加紧密,有时也被称为用户设备(user equipment,UE),或订户单元(subscriber unit,SU)。此外,相对于通常在固定地点放置的基站,终端往往随着用户一起移动,有时也被称为移动台(mobile station,MS)。此外,有些网络设备,例如中继节点(relay node,RN)或者无线路由器等,由于具备UE身份,或者归属于用户,有时也可被认为是终端。
具体地,终端可以是移动电话(mobile phone),平板电脑(tablet computer),膝上型电脑(laptop computer),可穿戴设备(比如智能手表,智能手环,智能头盔,智能眼镜), 以及其他具备无线接入能力的设备,如智能汽车,各种物联网(internet of thing,IOT)设备,包括各种智能家居设备(比如智能电表和智能家电)以及智能城市设备(比如安防或监控设备,智能道路交通设施)等。
为了便于表述,本申请中将以基站和终端为例,详细说明本申请实施例的技术方案。
图1为本申请实施例提供的一种无线通信系统的结构示意图。如图1所示,无线通信系统,基站A,基站B,基站C。
该无线通信系统中,该无线通信系统可以遵从第三代合作伙伴计划(third generation partnership project,3GPP)的无线通信标准,也可以遵从其他无线通信标准,例如电气电子工程师学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)的802系列(如802.11,802.15,或者802.20)的无线通信标准。
图1中虽然仅示出了三个基站和一个终端,该无线通信系统也可包括其他数目的终端和基站。此外,该无线通信系统还可包括其他的网络设备,比如核心网设备。
终端和基站应知晓该无线通信系统预定义的配置,包括系统支持的无线电接入技术(radio access technology,RAT)以及系统规定的无线资源配置等,比如无线电的频段和载波的基本配置。载波是符合系统规定的一段频率范围。这段频率范围可由载波的中心频率(记为载频)和载波的带宽共同确定。这些系统预定义的配置可作为无线通信系统的标准协议的一部分,或者通过终端和基站间的交互确定。相关标准协议的内容,可能会预先存储在终端和基站的存储器中,或者体现为终端和基站的硬件电路或软件代码。
该无线通信系统中,终端和基站支持一种或多种相同的RAT,例如5G NR、或未来演进系统的RAT。具体地,终端和基站采用相同的空口参数、编码方案和调制方案等,并基于系统规定的无线资源相互通信。
图1中集成了相控阵的终端可以通过不同的配置,可以分别定向指向基站A、基站B、基站C。相比于传统的终端,具有相控阵功能的终端可以通过相控阵的功能实现能量更集中的传输,从而一定程度缓解了在高频,特别是毫米波频率范围下,信号传输的路径损耗。
图2为本申请实施例提供的一种相控阵的架构示意图。如图2所示的相控阵可以应用于如图1所示的应用场景中。在图2中,相控阵可以包括多个射频信号发射通道,每一个射频信号发射通道的输出端与天线TX耦合,每个射频信号发射通道都包括相应的移相器。当相控阵需要指向特定的方向,实现特定方向的波束时,可以通过相控阵中的移相器将对相应射频信号发射通道的信号进行移相,从而可以得到特定方向的方向图。当相控阵需要动态覆盖多个方向时,相控阵可通过相位扫描的方式实现。由于相控阵系统需要较大的扫描角度,对于每个射频信号发射通道的移相器的移相精度和移相范围都有一定的要求。
下面以图3为例,对相控阵的工作原理进行介绍。图3示出的相控阵架构包括8个支路,为了实现360度全范围覆盖,8个支路可以实现的相位范围为0-7Ф,每个移相单位Ф为45度。8个支路中的移相器的移相范围可以具有不同的移相精度。各支路中的移相器的移相精度可以包括但不限于:2
0Ф=Ф,2
1Ф=2Ф,2
2Ф=4Ф。每个支路的最小移相位为0Ф也就是0度,最大的移相位为7Ф也就是315度。为了实现更高的相位扫描精度,还可以改变每个支路的最小移相精度Ф,例如可以将每个支路的最小移相精度Ф设置为22.5度。
基于相控阵的工作原理,可以理解,相控阵为了实现发射信号的功能,需要在上述实施例中的每个射频信号发射通道中集成诸如功率放大器和移相器等设备。请继续参考图4, 其示出了本申请实施例提供的相控阵100的结构示意图。在图4中,相控阵100包括射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn。此外,相控阵100还可以包括功分单元G、混频器M和本地振荡器LO等。其中,本地振荡器LO用于产生本振信号提供至混频器M;混频器M对本振信号和所输入的基频信号(或者中频信号)混频后生成射频信号提供至功分单元G。功分单元G将所接收到的射频信号分成多路信号,通过射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn发射。功分单元G可以包括多个功分器,图中未示出该多个功分器。另外,相控阵100还可以包括诸如锁相环等其他器件,本申请实施例对此不再赘述。
如图4所示的射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn中,每一个射频信号发射通道可以包括移相器01(PS,Phase Shifter)和功率放大器02(PA,Power Amplifier),如图5所示。其中,移相器01可以为负载传输线、反射型、交换网络等类型的无源移相器,移相器01还可以为矢量移相器。当移相器01为负载传输线、反射型、交换网络等类型的移相器时,每一个射频信号发射通道还包括可变增益放大器03(VGA,Variable Gain Amplifier)。该可变增益放大器03可以耦合在移相器01和功率放大器02之间,其用于对移相器01输出的信号进行增益调节,如图6所示。当移相器为矢量移相器时,每一个射频信号发射通道中可以设置可变增益放大器03,也可以不设置可变增益放大器03。例如,当相位扫描精度要求较高时,每一个射频信号发射通道中可以设置可变增益放大器03;当相位扫描精度要求较低时,每一个射频信号发射通道中可以不设置可变增益放大器03。
本申请实施例中所述的移相器01为矢量移相器时,该矢量移相器可以包括同相正交(IQ,In-phase Quadrature)发生器以及多个可变增益放大器,此时,移相器01的结构如图7所示。在图7中,移相器01包括IQ发生器011、可变增益放大器012、可变增益放大器013和处理器014。其中,IQ发生器011的输出端Go1与可变增益放大器012的第一输入端耦合,IQ发生器011的输出端Go2与可变增益放大器012的第二输入端耦合。IQ发生器011的输出端Go3与可变增益放大器013的第一输入端耦合,IQ的发生器011的输出端Go4与可变增益放大器013的第二输入端耦合。可变增益放大器012的第一输出端耦合至处理器014的输入端Si1;可变增益放大器012的第二输出端耦合至处理器014的输入端Si2;可变增益放大器013的第一输出端耦合至处理器014的输入端Si3,可变增益放大器013的第二输出端耦合至处理器014的输入端Si4;处理器014的输出端So1和So2作为移相器01的输出端用于输出信号。具体工作中,IQ发生器011对所接收到的射频信号进行处理,生成信号Ia1、信号Ia2、信号Qa1和信号Qa2该四路信号,其中信号Ia1和信号Qa1为一对正交信号(即幅度相同、相位正交的信号),信号Ia2和信号Qa2为一对正交信号,信号Ia1和信号Ia2为一对差分信号(即幅度相同、相位反相的信号),信号Qa1和信号Qa2为一对差分信号。IQ发生器011将信号Ia1和信号Ia2提供至可变增益放大器012,IQ发生器011将信号Qa1和信号Qa2提供至可变增益放大器013。然后,可变增益放大器012对信号Ia1和信号Ia2进行增益调节生成信号Ib1和信号Ib2,可变增益放大器013对信号Qa1和信号Qa2进行增益调节生成信号Qb1和信号Qb2。其中,信号Ib1和信号Ib2为一对差分信号,信号Qb1和信号Qb2为一对差分信号。处理器014对信号Ib1、信号Ib2、信号Qb1和信号Qb2进行矢量合成,最终输出具有特定相位的信号Vo1和信号Vo2,其中信号Vo1和信号Vo2为一对差分信号。
如图4所示的射频信号发射通道T1、T2、T3…Tn中,当每一个射频信号发射通道均 包括可变增益放大器03时,可变增益放大器03的结构可以采用如图8、图10、图13或者图15任意一个实施例所述的可变增益放大器10的结构。此外,如图7所示的移相器01中所包括的可变增益放大器012和可变增益放大器013,也可以采用如图8、图10、图13或者图15任意一个实施例所述的可变增益放大器10的结构。下面对本申请实施例中所述的可变增益放大器进行详细描述。
请参考图8,图8为本申请实施例提供的可变增益放大器的一个结构示意图。如图8所示,可变增益放大器10包括差分电路101、电容电路102、控制电路103和数模转换器104。其中,差分电路101包括信号输入端In1、信号输入端In2、偏置参数输入端Ic1、偏置参数输入端Ic2、信号输出端Io2和信号输出端Io2。差分电路101的信号输入端In1和信号输入端In2为可变增益放大器10的信号输入端。差分电路101的信号输出端Io1和信号输出端Io2为可变增益放大器10的信号输出端。差分电路101的偏置参数输入端Ic1、偏置参数输入端Ic2分别耦合至数模转换器104的输出端Do1和输出端Do2,数模转换器104的输入端Di用于输入数字信号,其中,差分电路101的偏置参数不同,所输入的数字信号不同。电容电路102包括M个电容C1、M个电容C2、M个开关K1和M个开关K2。其中,M为大于等于1的整数。M个电容C1通过M个开关K1并联连接在信号输入端In1和公共地Gnd之间;M个电容C2通过M个开关K2并联连接在信号输入端In2和公共地Gnd之间。图8中示意性的示出了2个电容C1、2个电容C2、2个开关K1和2个开关K2的情况。下面以M为2为例,对图8所示的可变增益放大器10的结构进行详细描述。2个电容C1的第一极均耦合至信号输入端In1,2个电容C1的第二极与2个开关K1的第一端一一对应耦合,2个开关K1的第二端均耦合至公共地Gnd;2个电容C2的第一极均耦合至信号输入端In2,2个电容C2的第二极与2个开关K2的第一端一一对应耦合,2个开关K2的第二端均耦合至公共地Gnd。控制电路103可以基于差分电路101的偏置参数,控制各开关K1和各开关K2的导通或者关断。控制电路103可以为分立器件组成的电路,也可以为可编程逻辑器件形成的电路。在一种可能的实现方式中,控制电路103的输入端Ci耦合至数模转换器104的输入端Di,基于数模转换器104输入的数字信号确定出差分电路101的偏置参数,控制电路103的输出端Co1耦合至其中一个开关K1的控制端以及其中一个开关K2的控制端,控制电路103的输出端Co2耦合至另外一个开关K1的控制端以及另外一个开关K2的控制端。本申请实施例中,与相同的输出端耦合的开关K1和开关K2具有相同的导通和关断状态。例如,与输出端Co1耦合的开关K1和开关K2同时导通或同时关断。需要说明的是,与同一个信号输入端耦合的M个电容的大小可以相同,也可以不同。优选地,与同一个信号输入端耦合的M个电容的大小不同。例如,与信号输入端In1耦合的两个电容C1的大小不同,其中一个电容C1的大小可以是另外一个电容C1的两倍;与信号入端In2耦合的两个电容C2的大小不同,其中一个电容C2的大小可以是另外一个电容C2的两倍。此外,与控制电路103的输出端Co1耦合的开关K1和开关K2,其所耦合的电容C1和电容C2大小相等;与控制电路103的输出端Co2耦合的开关K1和开关K2,其所耦合的电容C1和电容C2大小相等。
基于如上所述的可变增益放大器10的结构,具体工作中,数模转换器104的输入端Di耦合至处理器05,以从处理器05获取数字信号。该数字信号可以为多位比特位的数字码,该数字码用于指示输入至差分电路101的偏置参数输入端Ic1和偏置参数输入端Ic2 的偏置参数的值。所述的偏置参数可以包括偏置电压或者偏置电流。本申请实施例中所述的差分电路101可以为电流驱动型差分电路,也可以为电压驱动型差分电路。当差分电路101为电流驱动型差分电路时,上述偏置参数为偏置电流;当差分电路101为电压驱动型差分电路时,上述偏置参数为偏置电压。处理器05可以基于可变增益放大器10所要输出的增益的大小,生成数字码提供至数模转换器104。数模转换器104从处理器05接收到数字码后,基于数字码-偏置参数之间的对应关系,将数字码转换成模拟量,提供至差分电路101。需要说明的是,本申请实施例对输入至数模转换器104中的数字码的位数不做限定,当需要更精细的调节偏置参数时,可以将数字码设置更多的位数。控制电路103基于数模转换器104的输入端Di输入的数字码,控制开关K1或者开关K2导通或关断,从而使得至少一个电容C1耦合在差分电路101的信号输入端In1与公共地Gnd之间,或者断开所述至少一个电容C1与公共地Gnd之间的连接;以及,使得至少一个电容C2耦合在差分电路101的信号输入端In2与公共地Gnd之间,或者断开所述至少一个电容C2与公共地Gnd之间的连接。
基于图8所示的可变增益放大器10,在一种可能的实现方式中,控制电路103还可以为如图9所示的结构。具体的,可变增益放大器10还包括同或门N1、同或门N2、反相器F1和反相器F2。其中,反相器F1的输出端耦合至同或门N1的第二输入端,反相器F2的输出端耦合至同或门N2的第二输入端。同或门N1的输出端为控制电路103的输出端Co1,同或门N2的输出端为控制电路103的输出端Co2。假设数模转换器104的输入端Di输入10比特的数字码。控制电路103可以获取数字码的高三位数字码(也即第十位、第九位和第八位),然后将第十位数字码输入至同或门N1的第一输入端和同或门N2的第一输入端,将第九位数字码输入至反相器F1的输入端,将第八位数字码输入至反相器F2的输入端。反相器F1对第九位数字码反相后提供至同或门N1的第二输入端;同或门N1对第十位数字码和反相后的第九位数字码进行同或运算后控制其中一个开关K1以及其中一个开关K2导通或关断;反相器F2对第八位数字码反相后提供至同或门N2的第二输入端;同或门N2对第十位数字码和反相后的第八位数字码进行同或运算后控制另外一个开关K1以及另外一个开关K2导通或关断。
本申请实施例中所述的差分电路101可以为吉尔伯特结构的电路。差分电路101的结构如图10所示。差分电路101可以包括第一差分电路和第二差分电路。其中第一差分电路包括晶体管M1和晶体管M2,第二差分电路包括晶体管M3和晶体管M4。各晶体管既可以为PMOS型晶体管,也可以为NMOS型晶体管。下面以各晶体管为NMOS型晶体管为例进行描述。晶体管M1的源极和晶体管M2的源极耦合在一起,晶体管M3的源极和晶体管M4的源极耦合在一起,晶体管M1的漏极和晶体管M3的漏极均耦合在一起作为差分电路101的信号输出端Io1,晶体管M2的漏极和晶体管M4的漏极均耦合在一起作为差分电路101的信号输出端Io2。需要说明的是,差分电路101的信号输出端Io1和信号输出端Io2即为可变增益放大器10的输出端。
基于如上所述的差分电路101的结构,在一种可能的实现方式中,差分电路101为电流驱动型电路,此时差分电路101中各晶体管的栅极所输入的信号如图10所示。在第二种可能的实现方式中,差分电路101为电压驱动型电路,此时差分电路101中各晶体管的栅极所输入的信号如图13所示。其中电压驱动型差分电路的具体描述参考图13的相关描 述。在图10中,晶体管M1和晶体管M4的栅极均耦合至差分电路101的信号输入端In1;晶体管M2和晶体管M3的栅极均耦合至差分电路101的信号输入端In2。此外,当差分电路101为电流驱动型差分电路时,可变增益放大器还包括电流源,该电流源用于向差分电路101提供偏置电流。具体的,该电流源可以包括用于向第一差分电路提供偏置电流的第一电流源和向第二差分电路提供偏置电流的第二电流源。基于图10所示的差分电路,该第一电流源可以包括晶体管M5,该第二电流源可以包括晶体管M6。其中,晶体管M5的漏极耦合至差分电路101的偏置电流输入端Ic1,晶体管M6的漏极耦合至差分电路101的偏置电流输入端Ic2,晶体管M5的源极和晶体管M6的源极均耦合至公共地Gnd。此外,在图10中,可变增益放大器10还包括电流镜电路105。该电流镜电路包括用于向晶体管M5提供第一镜像电流的第一电流镜和用于向晶体管M6提供第二镜像电流的第二电流镜。第一电流镜包括晶体管M7,第二电流镜包括晶体管M8。晶体管M7和晶体管M8可以为Nmos型晶体管,也可以为Pmos型晶体管。图10中示意性的示出了晶体管M7和晶体管M8为Nmos型晶体管的情况。晶体管M5的栅极耦合至晶体管M7的栅极,晶体管M6的栅极耦合至晶体管M8的栅极。晶体管M7的栅极和漏极耦合在一起,均耦合至数模转换器104的输入端Do1,晶体管M5的栅极耦合至晶体管M7的栅极;晶体管M8的栅极和漏极耦合在一起,均耦合至数模转换器104的输入端Do2,晶体管M6的栅极耦合至晶体管M8的栅极;晶体管M7的源极和晶体管M8的源极均耦合至公共地Gnd。
基于图10所示的电流驱动型差分电路101,此时,如图8所示的电容C1的第一极耦合至晶体管M1的栅极和晶体管M4的栅极;如图8所示的电容C2的第一极耦合至晶体管M2的栅极和晶体管M3的栅极。数模转换器104的输入端Di接收到数字码后,基于数字码-偏置电流之间的对应关系,将数字码转换成控制信号A1和控制信号A2,将控制信号A1提供至晶体管M7的栅极以控制晶体管M7输出的镜像电流,将控制信号A2提供至晶体管M8的栅极以控制晶体管M8输出的镜像电流。控制电路103基于数模转换器104的输入端Di输入的数字码,控制开关K1和开关K2的导通或关断。具体来说,数模转换器104基于输入端Di输入的数字码,确定出偏置电流I1和偏置电流I2之间的差值。当偏置电流I1和偏置电流I2之间的差值较高时,增加接入可变增益放大器10中的电容C1和电容C2的数目;当偏置电流I1和偏置电流I2之间的差值较低时,减少接入可变增益放大器10中的电容C1和电容C2的数目。例如,当置电流I1和偏置电流I2之间的差值在0附近时,则控制开关K1和开关K2均关断;当置电流I1和偏置电流I2之间的差值距离0较远时,控制开关K1和开关K2均导通。
基于图10所示的差分电路101,通常,可变增益放大器10的增益大小,是通过调节输入至差分电路101中的偏置参数来调节的。而在图10所示的差分电路101中,各晶体管的栅极和源极之间存在寄生电容Cgs。在通过改变偏置电流来改变可变增益放大器10的增益大小时,晶体管M1-晶体管M4中的寄生电容Cgs发生变化。
C
gs=k
c*V
gs 公式(1)
由于
故
其中,k
c是电容随电压变化的系数,近似为一个常数,V
TH是晶体管的阈值电压,K是一个常数,Vgs是晶体管的栅极和源极之间的电压,g
m为晶体管的跨导,其为固定值,I 为晶体管流过的电流。
由于可变增益放大器101的信号输入端In1和信号输入端In2输入极性相反的一对差分信号,因此总电容:
上式中,C
gs是总的寄生电容,C
gs1和C
gs2分别是晶体管M1和晶体管M2的寄生电容,I1是流过晶体管M1的电流,I2是流过晶体管M2的电流,记I
e为差值电流。
由公式(5)可以看出,在I
e为0时,寄生电容C
gs最大,随着I
e的绝对值变大,寄生电容C
gs逐渐变小。由公式也可以看出,寄生电容C
gs 2与I
e 2为近似线性关系。其中,寄生电容C
gs与差值电流I
e之间的关系如图11所示。
传统可变增益放大器中,其仅包括差分电路101。通常,在恒定小信号下,寄生电容C
gs是影响可变增益放大器的输入阻抗的主要因素之一,输入阻抗的改变通常导致输出信号的相位的改变。由于可变增益放大器是通过调节差值电流Ie的大小来调节增益大小的,因此,可变增益放大器增益的改变导致寄生电容C
gs的改变,该寄生电容C
gs的改变导致输入阻抗波动,从而导致可变增益放大器输出信号的相位随着可变增益放大器的变化而波动,进而导致可变增益放大器输出的信号的相位与期望相位之间具有偏差,降低了可变增益放大器的性能。此外,当采用传统的可变增益放大器形成如图7所示的移相器01时,由于可变增益放大器012的增益与可变增益放大器013的增益不同,导致可变增益放大器012的输入阻抗的波动大小与可变增益放大器013的输入阻抗的波动大小不同,从而导致可变增益放大器012输出信号的实际相位与期望相位具有第一偏差,同样,可变增益放大器013输出信号的实际相位与期望相位具有第二偏差,该第一偏差和第二偏差大小不同,进而导致可变增益放大器012输出信号与可变增益放大器013输出信号的正交性发生变化,例如大于90度或者小于90度,从而使得移相器01输出的信号Out的实际相位与期望输出的相位之间存在一定误差,降低了移相器输出的信号的准确性。
本申请实施例通过设置电容电路102和控制电路103,可以对寄生电容C
gs进行电容补偿,使得可变增益放大器01的增益改变时,晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3和晶体管M4中栅极与源极之间的电容稳定在一定的范围内,有效抑制寄生电容C
gs随差值电流I
e的变化而变化,从而提高可变增益放大器输入阻抗的稳定性,进而提高可变增益放大器的性能。此外,当移相器01为如图5所示的结构时,如图5所示的可变增益放大器012和可变增益放大器013通过采用本申请实施例所述的可变增益放大器10,可以保证信号I和信号Q之间的正交性,从而提高移相器输出的信号的准确性。
当移相器01为图5所示的结构、且可变增益放大器012和可变增益放大器013的结构为如图8所示的可变增益放大器10时,移相器01的结构如图12a所示。在图12a中,移相器01包括可变增益放大器012和可变增益放大器013。其中,可变增益放大器012包括处理器051、数模转换器1041、差分电路1011、控制电路1031和电容电路1021,数模转换器1041包括输入端Di1、输出端Do11和输出端Do12,差分电路1011包括信号输入 端In1、信号输入端In2、信号输出端Io1、信号输出端Io2、偏置参数输入端Ic11和偏置参数输入端Ic12,控制电路1031包括输入端Ci1、输出端Co11和输出端Co12。电容电路1021包括多个电容C11、多个电容C12、多个开关K11和多个开关K12。其中,可变增益放大器012的结构、各部件之间的连接关系以及工作原理与图8所示的可变增益放大器10的结构、各部件之间的连接关系以及工作原理相同,具体参考图8所示的可变增益放大器10的相关描述,在此不再赘述。同样,可变增益放大器013包括处理器052、数模转换器1042、差分电路1012、控制电路1032和电容电路1022,数模转换器1042包括输入端Di2、输出端Do21和输出端Do22,差分电路1012包括信号输入端Qn1、信号输入端Qn2、信号输出端Qo1、信号输出端Qo2、偏置参数输入端Ic21和偏置参数输入端Ic22,控制电路1032包括输入端Ci2、输出端Co21和输出端Co22。其中,可变增益放大器013的结构、各部件之间的连接关系以及工作原理与图8所示的可变增益放大器10的结构、各部件之间的连接关系以及工作原理相同,具体参考图8所示的可变增益放大器10的相关描述,在此不再赘述。
需要说明的是,如图12a所示的移相器01中,差分电路1011的输入端In1和输入端In2即为如图7所示的可变增益放大器012的输入端,该输入端In1和输入端In2耦合至IQ发生器011的输出端Go1和输出端Go2,用于输入信号Ia1和信号Ia2;差分电路1012的输入端Qn1和输入端Qn2即为如图7所示的可变增益放大器013的输入端,该输入端Qn1和输入端Qn2耦合至IQ发生器011的输出端Go3和输出端Go4,用于输入信号Qa1和信号Qa2。差分电路1011的输出端Io1和输出端Io2分别耦合至处理器014的输入端Si1和Si2,该输出端Io1和输出端Io2用于输出信号Ib1和信号Ib2;差分电路1012的输出端Qo1和输出端Qo2分别耦合至处理器014的输入端Si3和Si4,该输出端Qo1和输出端Qo2用于输出信号Qb1和信号Qb2。
基于图5和图12a所示的移相器01的结构,更具体的,当可变增益放大器012和可变增益放大器013的结构为如图10所示的可变增益放大器10的结构时,也即差分电路1011和差分电路1012为电流驱动型差分电路时,移相器01的结构如图12b所示。在图12b中,数模转换器1041、数模转换器1042、控制电路1031、控制电路1032的各端口具体参考图12a中的相关描述,电容电路1021和电容电路1022的结构具体参考图12a中的相关描述,在此不再赘述。在图12b中,差分电路1011具体包括晶体管M11、晶体管M21、晶体管M31、晶体管M41;此外,可变增益放大器012还包括电源电路和电流镜电路1051,电流源电路包括晶体管M51和晶体管M61,电流镜电路1051包括晶体管M71和晶体管M81。各晶体管与其他部件的连接关系可变增益放大器012的工作原理具体参考图10所示的可变增益放大器10的结构以及工作原理的相关描述,在此不再赘述。在图12b中,差分电路1012具体包括晶体管M12、晶体管M22、晶体管M32和晶体管M42;此外,可变增益放大器012还包括电源电路和电流镜电路1052,电源电路包括晶体管M52和晶体管M62,电流镜电路1052包括晶体管M72和晶体管M82。各晶体管与其他部件的连接关系可变增益放大器012的工作原理具体参考图10所示的可变增益放大器10的结构以及工作原理的相关描述,在此不再赘述。
图10示出了差分电路101为电流驱动型差分电路。在本申请实施例中,差分电路101还可以为电压驱动型差分电路。请继续参考图13,其示出了可变增益放大器10的又一个 结构示意图。在图13中,可变增益放大器10包括差分电路101、电容电路102、控制电路103和数模转换器104。其中,图13中所示的差分电路101中,除了包括晶体管M1、晶体管M2、晶体管M3和晶体管M4之外,还包括晶体管M5和晶体管M6,其中各晶体管之间的连接关系与图10所示的可变增益放大器10中的各晶体管之间的连接关系相同,具体参考图10所示的可变增益放大器10中的相关描述,在此不再赘述。电容电路102的结构与图8中的电容电路102的结构相同,具体参考图8所示的实施例中关于电容电路102的相关描述,在此不再赘述。图13中所示的控制电路103的结构与图8或图9中所述的控制电路103的结构以及工作原理相同,具体参考图8或图9中所示的控制电路103的相关描述,在此不再赘述。
本申请实施例中,与图10所示的差分电路101不同的是,图13所示的差分电路101中,晶体管M5的栅极耦合至差分电路101的信号输入端In1,晶体管M6的栅极耦合至差分电路101的信号输入端In2,晶体管M1的栅极和晶体管M4的栅极耦合至差分电路101的偏置参数输入端Ic1,晶体管M2的栅极和晶体管M3的栅极耦合至差分电路101的偏置参数输入端Ic2。基于此,数模转换器104的输出端Do1耦合至晶体管M1的栅极和晶体管M4的栅极;数模转换器104的输出端Do2耦合至晶体管M2的栅极和晶体管M3的栅极。电容C1的第一极耦合至晶体管M5的栅极;电容C2的第一极耦合至晶体管M6的栅极。数模转换器104的输入端Di接收到数字码后,基于数字码-偏置电压之间的对应关系,将数字码转换成偏置电压Vc和偏置电压Vd,将偏置电压Vc提供至晶体管M1的栅极和晶体管M4的栅极,将偏置电压Vd提供至晶体管M2和晶体管M3的栅极。控制电路103基于数模转换器104的输入端Di输入的数字码,控制开关K1和开关K2的导通或关断。
基于图5和图12a所示的移相器01的结构,更具体的,当可变增益放大器012和可变增益放大器013的结构为如图13所示的可变增益放大器10的结构时,也即差分电路1011和差分电路1012为电压驱动型差分电路时,移相器01的结构如图14所示。在图14中,差分电路1011、差分电路1012、数模转换器1041、数模转换器1042、控制电路1031、控制电路1032的各端口具体参考图12a中的相关描述,电容电路1021和电容电路1022的结构具体参考图12a中的相关描述,差分电路1011、差分电路1012的结构具体参看图12b中的相关描述,在此不再赘述。
图8、图10和图13所示的实施例介绍了差分电路中,对用于进行信号输入的晶体管的(例如图8所示的晶体管M1-晶体管M4、图9所示的晶体管M5和晶体管M6)栅极与源极之间的寄生电容Cgs进行电容补偿、以稳定输入阻抗的情况。需要说明的是,如图8、图10和图13所示的差分电路101中,用于输出差分信号的晶体管M1-晶体管M4中的漏极和源极之间同样存在寄生电容Cds,寄生电容Cds是影响输出阻抗的因素之一。其中,由于寄生电容的变化由源极电压变化引起,因此,寄生电容Cds的变化与寄生电容Cgs的变化一致。基于此,本申请实施例中还可以对寄生电容Cds进行电容补偿,以稳定输出阻抗。请继续参考图15,其示出了本申请实施例提供的可变增益放大器的又一个结构示意图。
如图15所示的可变增益放大器10包括差分电路101、电容电路102、控制电路103和数模转换器104。其中,图15所示的差分电路101所包括的器件以及各器件之间的连 接关系与图10所示的差分电路101相同,具体参考图10所示的差分电路101的相关描述,在此不再赘述。如图15所示的数模转换器104的结构与图8中所述的数模转换器104的结构相同,在此不再赘述。与上述各实施例中所述的可变增益放大器10的结构不同的是,在图15中,电容电路103除了包括电容C1、电容C2、开关K1和开关K2之外,还包括多个电容C3、多个电容C4、多个开关K3和多个开关K4,以对寄生电容Cds进行补偿。其中,图15示意性的出了2个电容C3、2个电容C4、2个开关K3和2个开关K4的情况。具体的,电容C3的第一极耦合至差分电路101的信号输出端Io1,电容C3的第二极耦合至开关K3的第一端,开关K3的第二端耦合至公共地Gnd;电容C4的第一极耦合至差分电路101的信号输出端Io2,电容C4的第二极耦合至开关K4的第一端,开关K4的第二端耦合至公共地Gnd。此外,控制电路103的输出端Co1还耦合至其中一个开关K3的控制端以及其中一个开关K4的控制端;控制电路103的输出端Co2还耦合至另外一个开关K3的控制端以及另外一个开关K4的控制端。控制电路103对开关K3和开关K4的控制原理与控制电路103对开关K1和开关K2的控制原理相同,具体参考图8和图9所示的实施例中控制电路103对开关K1和开关K2的控制原理的相关描述,在此不再赘述。
需要说明的是,如图15所示的可变增益放大器10中,其所包括的差分电路101既可以为电流驱动型,也可以为电压驱动型。当如图15所示的差分电路101为电流驱动型差分电路时,差分电路101、电容电路102中的电容C1和电容C2、控制电路103和数模转换器104之间的连接关系具体参考图8-图10所示的可变增益放大器10的相关描述,在此不再赘述;当如图15所示的差分电路101为电压驱动型差分电路时,差分电路101、电容电路102中的电容C1和电容C2、控制电路103和数模转换器104之间的连接关系具体参考图8和图13所示的可变增益放大器10的相关描述,在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种电子设备300,请参照图16,该电子设备该电子设备300可以包括收发器301、存储器302和处理器303,此处的收发器301内设置有图2所示的实施例中所述的相控阵。其中,收发器301中可以设置有如上各实施例中所述的矢量移相器101,以输出特定相位的信号。此外,收发器301中还可以设置有如上各实施例中所述的可变增益放大器10,以对射频信号进行增益调节。
应当理解,此处的电子设备300可以具体为智能手机、电脑、智能手表等终端设备。将终端设备以图17所示的智能手机310进行示例,其具体可以包括处理器3102、存储器3103、通信电路、天线以及输入输出装置。处理器3102主要用于对通信协议以及通信数据进行处理,以及对整个智能手机进行控制,执行软件程序,处理软件程序的数据,例如用于支持智能手机310实现各种通信功能(例如打电话、发送消息或者即时聊天等)。存储器3103主要用于存储软件程序和数据。通信电路主要用于基带信号与射频信号的转换以及对射频信号的处理,通信电路则包括有上述相控阵。通信电路主要用于收发电磁波形式的射频信号。输入输出装置,例如触摸屏、显示屏,键盘等主要用于接收用户输入的数据以及对用户输出数据。
当上述智能手机310开机后,处理器3102可以读取存储器3103的软件程序,解释并执行软件程序的指令,处理软件程序的数据。当需要通过无线发送数据时,处理器3102对待发送的数据进行基带处理后,输出基带信号至射频电路,射频电路将基带信号进行射频 处理后将射频信号通过天线以电磁波的形式向外发送。当有数据发送到智能手机310时,射频电路通过天线接收到射频信号,将射频信号转换为基带信号,并将基带信号输出至处理器3102,处理器3102将基带信号转换为数据并对该数据进行处理。
本领域技术人员可以理解,为了便于说明,图17仅示出了一个存储器和一个处理器。在实际的终端设备中,可以存在多个处理器和多个存储器。存储器也可以称为存储介质或者存储设备等。需要说明的是,本申请实施例对存储器的类型不做限定。
以上,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (19)
- 一种移相器,其特征在于,所述移相器包括可变增益放大器,所述可变增益放大器包括:差分电路、电容电路和控制电路;所述差分电路,包括第一信号输入端和第二信号输入端;所述电容电路,包括第一电容、第一开关、第二电容和第二开关,所述第一电容通过所述第一开关耦合在所述差分电路的第一信号输入端与公共地之间,所述第二电容通过所述第二开关耦合在所述差分电路的第二信号输入端与公共地之间;所述控制电路,用于控制所述第一开关和所述第二开关导通或者关断。
- 根据权利要求1所述的移相器,其特征在于,所述可变增益放大器还包括电流源电路,所述电流源电路用于为所述差分电路提供偏置电流。
- 根据权利要求2所述的移相器,其特征在于,所述可变增益放大器还包括电流镜电路,所述电流镜电路用于向所述电流源电路提供镜像电流。
- 根据权利要求3所述的移相器,其特征在于,所述可变增益放大器还包括数模转换器,所述数模转换器用于向所述电流镜电路提供控制信号。
- 根据权利要求4所述的移相器,其特征在于,所述差分电路包括第一差分电路和第二差分电路,所述电流源电路包括第一电流源和第二电流源;以及所述第一电流源用于向所述第一差分电路提供第一偏置电流;所述第二电流源用于向所述第二差分电路提供第二偏置电流。
- 根据权利要求5所述的移相器,其特征在于,所述电流镜电路包括第一电流镜和第二电流镜;以及所述第一电流镜用于向所述第一电流源提供镜像电流;所述第二电流镜用于向所述第二电流源提供镜像电流。
- 根据权利要求6所述的移相器,其特征在于,所述数模转换器包括第一输出端和第二输出端;所述第一输出端用于向所述第一电流镜提供第一控制信号;所述第二输出端用于向所述第二电流镜提供第二控制信号。
- 根据权利要求1所述的移相器,其特征在于,所述可变增益放大器还包括数模转换器,所述数模转换器用于向所述差分电路提供偏置电压。
- 根据权利要求8所述的移相器,其特征在于,所述差分电路包括第一差分电路和第二差分电路;所述数模转换器包括第一输出端和第二输出端;所述第一输出端用于向所述第一差分电路提供第一偏置电压;所述第二输出端用于向所述第二差分电路提供第二偏置电压。
- 根据权利要求1-9任一项所述的移相器,其特征在于,所述电容电路还包括第三电容、第三开关、第四电容和第四开关,所述第三电容通过所述第三开关耦合在所述差分电路的第一信号输出端与公共地之间,所述第四电容通过所述第四开关耦合在所述差分电路的第二信号输出端与公共地之间。
- 根据权利要求5或9所述的移相器,其特征在于,所述第一差分电路包括第一输 出端和第二输出端,所述第二差分电路包括第一输出端和第二输出端;所述第一差分电路的第一输出端和第二差分电路的第一输出端均耦合至所述差分电路的第一信号输出端;所述第一差分电路的第二输出端和所述二差分电路的第二输出端均耦合至所述差分电路的第二信号输出端。
- 根据权利要求1-11任一项所述的移相器,其特征在于,所述差分电路为吉尔伯特结构电路,所述差分电路包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管;所述第一晶体管的第一极和所述第三晶体管的第一极耦合至所述差分电路的第一信号输出端;所述第二晶体管的第一极和所述第四晶体管的第一极耦合至所述差分电路的第二信号输出端;所述第一晶体管的第二极和所述第二晶体管的第二极耦合至所述差分电路的第一信号输入端或者第一偏置电流输入端;所述第三晶体管的第二极和所述第四晶体管的第二极耦合至所述差分电路的第二信号输入端或者第二偏置电流输入端。
- 根据权利要求12所述的移相器,其特征在于,所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管为NMOS晶体管;所述第一晶体管的第一极为漏极,所述第一晶体管的第二极为源极;所述第二晶体管的第一极为漏极,所述第一晶体管的第二极为源极;所述第三晶体管的第一极为漏极,所述第三晶体管的第二极为源极;所述第四晶体管的第一极为漏极,所述第四晶体管的第二极为源极。
- 根据权利要求1-13任一项所述的移相器,其特征在于,所述移相器包括第一输出端、第二输出端以及多个所述可变增益放大器;所述多个可变增益放大器包括第一可变增益放大器和第二可变增益放大器;所述第一可变增益放大器的第一信号输出端和所述第二可变增益放大器的第一信号输出端均耦合至所述矢量移相器第一输出端;所述第一可变增益放大器的第二信号输出端和所述第二可变增益放大器的第二信号输出端均耦合至所述矢量移相器第二输出端。
- 根据权利要求14所述的移相器,其特征在于,所述移相器还包括正交发生器和处理器;所述正交发生器用于:向所述第一可变增益放大器提供第一信号和第二信号,向所述第二可变增益放大器提供第三信号和第四信号,所述第一信号和所述第二信号为差分信号,所述第三信号和所述第四信号为差分信号,所述第一信号和所述三信号为正交信号,所述第二信号和所述第四信号为正交信号;所述处理器用于:从所述第一可变增益放大器接收第五信号和第六信号,从所述第二可变增益放大器接收第七信号和第八信号,基于所述第五信号、第六信号、第七信号和第八信号,生成矢量合成信号。
- 一种相控阵,其特征在于,包括多个信号传输通道和多个天线;所述多个信号传输通道与所述多个天线对应耦合;所述多个信号传输通道中的每一个信号传输通道包括如权利要求1-15任一项所述的移相器。
- 根据权利要求16所述的相控阵,其特征在于,所述多个信号传输通道中的每一个信号传输通道还包括如权利要求1-15任一项中所述的可变增益放大器。
- 一种电子设备,其特征在于,包括收发器,所述收发器设置于电路板上;所述收发器包括如权利要求16-17任一项所述的相控阵。
- 一种终端,其特征在于,所述终端包括输入输出装置和通信电路;所述通信电路包括收发器,所述收发器设置于电路板上;所述收发器包括如权利要求16-17任一项所述的相控阵。
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