CN117240253A - 一种压控衰减器 - Google Patents

Abstract

本申请属于电路技术领域，具体公开了一种压控衰减器，包括：衰减电路，包括信号输入端、信号输出端、输入控制端以及反馈控制端，输入控制端用于输入外部控制信号；控制电路，其输出端与衰减电路的反馈控制端连接，输出反馈控制信号，反馈控制信号与外部控制信号呈反比的动态关系；控制电路包括：镜像衰减电路、第一电流镜结构、第二电流镜结构、电压抬升电路以及比较电路。本申请的优点在于可以调整压控衰减器输出端的等效阻抗，从而提高压控衰减器的驻波特性。

Description

一种压控衰减器

技术领域

本申请涉及电路技术领域，尤其涉及了一种压控衰减器。

背景技术

射频衰减器是一种无源器件，最常见的是应用于射频通信的收发链路中，主要用于降低电路中的射频信号和改善阻抗匹配，广泛应用于通信系统、仪器设备及各种测试系统中。射频衰减器的基本工作原理为通过设计的衰减电路，利用衰减片或电阻将射频能量转换为热能，以达到衰减信号的目的。常见的射频衰减电路包括Π形衰减电路和T型衰减电路。而无论是哪一种衰减电路，其都需要受控于一个外来控制信号而工作。

其中，压控衰减器一般是指衰减量受到控制电压（外来控制信号）调节的衰减器。通常，压控衰减器在收发链路中用于高低温增益特性的补偿。但是同时，压控衰减器作为一个功率消耗元件，需要能够匹配其输入和输出端的具体应用电路的特性阻抗。即压控衰减器两端的输入输出的驻波比应尽可能小。否则，压控衰减器作为无源网络会在链路中起到改变驻波特性的作用，链路的级间驻波会直接影响到各模块的射频性能。所以，保证压控衰减器的良好驻波特性是非常有意义的。

发明内容

为了准确控制压控衰减器的驻波特性，本申请提出了一种压控衰减器，包括：

衰减电路，包括信号输入端、信号输出端、输入控制端以及反馈控制端，所述输入控制端用于输入外部控制信号；

控制电路，其输出端与所述衰减电路的所述反馈控制端连接，输出反馈控制信号，所述反馈控制信号与所述外部控制信号呈反比的动态关系；

所述控制电路包括：

镜像衰减电路，具有与所述衰减电路相同的电路结构，所述镜像衰减电路的输入控制端用于输入所述外部控制电压；

第一电流镜结构，被配置为复制所述镜像衰减电路的输出电流，所述第一电流镜结构的第一端与所述镜像衰减电路的输出端连接，所述第一电流镜结构的第二端与地连接；

第二电流镜结构，所述第二电流镜结构的第一端与匹配电阻连接后，再连接到地，所述第二电流镜结构的第二端与地连接，以及，

电压抬升电路，被配置为与所述第一电流镜结构的第二端、所述第二电流镜结构的第二端连接，将所述第一电流镜结构的第二端和所述第二电流镜结构的第二端的电位抬升在同一电位；

比较电路，被配置为比较所述第一电流镜结构的第二端以及所述第二电流镜结构的第二端的信号，并输出所述反馈控制信号至所述衰减电路的所述反馈控制端以及所述镜像衰减电路的所述反馈控制端。

上述的压控衰减器中，所述衰减电路为T型衰减电路，包括：

第一MOS管，漏极为所述信号输入端，用于输入射频输入信号；

第二MOS管，漏极与所述第一MOS管的源极相连，源极为所述信号输出端，用于输出射频输出信号，并且，所述第一MOS管和所述第二MOS管的栅极与所述反馈控制信号相连；

第三MOS管，漏极与所述第一MOS管的源极相连，源极接地，栅极与所述外部控制信号相连。

上述的压控衰减器中，所述第一电流镜结构的第二端与第一电阻连接后，再连接到地，并且，所述第二电流镜结构的第二端与第二电阻连接后，再连接到地。

上述的压控衰减器中，所述第一电流镜结构的第二端与第一电阻以及第一电压抬升电路串联后，再连接到地，并且，所述第二电流镜结构的第二端与第二电阻以及第二电压抬升电路串联后，再连接到地。

上述的压控衰减器中，所述第一电压抬升电路和所述第二电压抬升电路包括至少一个二极管。

上述的压控衰减器中，所述匹配电阻的阻值与所述镜像衰减电路的输出端的到地电阻相同。

上述的压控衰减器中，所述电流镜结构包括：单管MOS电流镜、cascode电流镜、威尔逊电流镜。

上述的压控衰减器中，所述镜像衰减电路具有与所述衰减电路相同的电路结构包括两者所使用的元件及元件的参数和版图均相同。

上述的压控衰减器中，所述比较电路包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端与所述第一电流镜结构的第二端连接，所述运算放大器的反相输入端与所述第二电流镜结构的第二端连接，所述运算放大器的输出端与所述衰减电路的反馈控制端以及所述镜像衰减电路的反馈控制端连接。

上述的压控衰减器中，所述衰减电路为T型衰减电路或Π型衰减电路。

与现有技术相比，本申请的所提出的压控衰减器中包括电路结构相同的镜像衰减电路和衰减电路，且镜像衰减电路和衰减电路的输入控制端同样都与外部控制信号连接。该外部控制信号是用于控制压控衰减器的衰减的，则本申请中的镜像衰减电路和衰减电路工作于相同的衰减状态。此外，压控衰减器中还包括电流镜结构，其中第一电流镜结构的第一端与镜像衰减电路的输出端相连，从而复制镜像衰减电路的输出端电流，第二电流镜结构提供基准电流，将电流转换为电压后，通过比较电路比较镜像衰减电路的输出端信号电压和基准电压，从而根据电压比较结果输出反馈控制信号，该反馈控制信号与镜像衰减电路的反馈控制端连接，可以补偿由于外部控制信号的改变而导致的镜像衰减电路的驻波的改变，从而使得镜像衰减电路两端的驻波比保持在较为理想的状态下。由于同样的反馈控制信号（Vtune）也连接到衰减电路的反馈控制端上，因此，在同样的信号（Vtune）的控制下，压控衰减器两端的驻波比同步地得到调整，从而可以以较佳的驻波特性工作在链路。

附图说明

图1示出了压控衰减器在射频链路中的位置示意图；

图2示出了一种T型压控衰减电路的电路示意图；

图3示出了根据本发明一些实施例提出的压控衰减器的控制电路的电路框图；

图4示出了图3所示的压控衰减器的控制电路的一个具体实现图；

图5示出了压控衰减器在不同的外部控制信号Vctrl下的端口驻波的仿真图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。虽然本申请的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，默认为同一定义。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

图1示出了压控衰减器在射频链路中的位置示意图。衰减电路10是射频链路中常见的一个组件，其主要功能是调整通过压控衰减器的信号的强度，一般用于提供高低温链路增益的一致性，以及阻抗匹配等。其中，提供阻抗匹配是指衰减电路10的RFin端的等效阻抗与第一其他射频模块11的输出端的等效阻抗匹配，以及衰减电路10的RFout端的等效阻抗与第二其他射频模块12的输入端的等效阻抗匹配。

衰减电路10主要包括T型衰减电路和Π型衰减电路两种衰减电路。T型衰减电路中包括一条传输干路和一条衰减支路，在电路图的表示中，传输干路和衰减支路通常呈T型排列，因此称为T型衰减电路。而Π型衰减电路具有一条传输干路和两条衰减支路，在电路图的表示中，传输干路和衰减支路通常呈Π型排列，因此称其为Π型衰减电路。

在本发明中，主要研究传输干路上的信号的驻波特性，衰减电路10可以是T型衰减电路也可以是Π型衰减电路。

以图2所示的T型压控衰减电路为例，第一MOS管M1A和第二MOS管M1B串联，并且栅极同时受控于反馈控制信号Vtune，即第一MOS管M1A和第二MOS管M1B是否工作受反馈控制信号Vtune的控制。射频输入信号通过第一MOS管M1A的漏极输入（相当于图1所示的RFin端），射频输出信号从第二MOS管M1B的源极输出（相当于图1所示的RFout端）。第三MOS管M2的漏极与第一MOS管M1A的源极（即第二MOS管M1B的漏极）连接，源极与地连接。第三MOS管M2的栅极受外部控制信号Vctrl的控制，由外部控制信号Vctrl来决定T型衰减电路工作时的衰减量是多少。外部控制信号Vctrl的电压值通常是连续的，这意味着并联到地的支路，即第三MOS管M2所在的支路的阻抗是连续变化的，因此，基于欧姆定律将导致T型压控衰减器的输出端，即图1所示的RFout端的到地等效阻抗会产生变化，并不固定。本领域技术人员应知，驻波特性的好坏取决于射频链路中相邻射频组件的级间阻抗的匹配程度。当上下级射频组件的级间阻抗完全匹配时，驻波特性最佳。对于图1所示的T型衰减电路来说，其输出端的等效阻抗需要与第二其他射频模块12的输入端的等效阻抗一致，从而可以提高T型衰减电路的驻波特性。在射频领域内，通常默认级间匹配阻抗为50欧姆，本申请的实施例均以将射频器件的输入/输出端口的等效阻抗调整为50欧姆为目标，以此保证驻波特性良好。

针对图2来说，此时就需要建立一种动态的Vctrl/Vtune的控制方式来控制第一MOS管M1A和第二MOS管M1B的阻抗特性，以使得T型衰减电路达到良好的驻波特性，从而实现与第二其他射频模块12的端口阻抗的有效匹配。

同样，对于其他具有不同具体电路的T型衰减电路来说，如果可以有效控制输出端的等效阻抗，则也可以实现与第二其他射频模块12的端口阻抗的有效匹配。

图3示出了根据本发明一些实施例提出的压控衰减器的控制电路的电路框图。其中，衰减电路10选用如图2所示的T型压控衰减电路。用来控制T型压控衰减器的逻辑模块200（即控制电路）中包括与衰减电路10（T型压控衰减电路）的电路结构相同的镜像衰减电路。所述电路结构相同包括两者所使用的元件及元件的参数和版图均相同。其中，仅版图可以基于芯片面积等因素的考虑而改动接地点的地平面面积。

图3中主要示出了压控衰减器的逻辑模块200与衰减电路10之间的连接关系。即逻辑模块200与衰减电路10均受控于外部控制信号Vctrl，逻辑模块200根据外部控制信号Vctrl生成反馈控制信号Vtune，该反馈控制信号Vtune同时与逻辑模块200内部的镜像衰减电路以及衰减电路10的反馈控制端连接。

在逻辑模块200中，反馈控制信号Vtune用来调整镜像衰减电路的输出等效阻抗。当镜像衰减电路的输出等效阻抗被调整到预期的值（例如50欧姆）时，由于衰减电路10的反馈控制端也与反馈控制信号Vtune连接，因此，反馈控制信号Vtune也使得衰减电路10的输出端的等效阻抗达到预期，例如50欧姆的匹配阻抗，从而补偿了由于外部控制信号Vctrl的改变而带来的衰减电路10的驻波比改变的不良后果。

图4示出了图3所示的T型压控衰减器的控制电路的一个具体实现图。以下结合图4来详细说明逻辑模块200的具体电路以及通过反馈控制信号Vtune来调整衰减电路10两端的驻波比的过程。

如图4所示，逻辑模块200包括镜像衰减电路201、第一电流镜结构202、第二电流镜结构203以及比较电路204。

镜像衰减电路201采用与衰减电路10的相同的电路结构，相当于说，镜像衰减电路201是衰减电路10的拷贝版本。由于镜像衰减电路201和衰减电路10的输入控制端（对应于图4中第三MOS管M2的栅极）同时受到外部控制信号Vctrl的控制，因此，当外部控制信号Vctrl改变时，镜像衰减电路201和衰减电路10输出端的电压、电流产生相同的变化，本实施例基于“复制版”的衰减器，即镜像衰减电路201的输出端电流、电压来获取适当的反馈控制信号Vtune，从而对镜像衰减电路201的反馈控制端（对应于图4中第一MOS管M1A和第二MOS管M1B的栅极）实现有效控制，以补偿因外部控制信号Vctrl的改变而引起的输出端电流、电压的改变。由于反馈控制信号Vtune同时还与衰减电路10的反馈控制端连接，因此也实现了对T型衰减电路10的反馈控制端的控制，从而有效调整了衰减电路10输出端的电压电流关系，使得射频链路中的衰减电路10输出端的等效阻抗满足预期要求，即驻波特性保持在良好的水平。

图4中的镜像衰减电路201包括串联支路上的第一MOS管M1A、第二MOS管M1B，以及并联支路上的第三MOS管M2（更详细的电路说明可以参考图2的有关说明）。可以理解，基于镜像衰减电路201的结构与衰减电路10的结构保持一致，若衰减电路10采用了如图2所示的T型衰减电路以外的其他T型衰减电路的结构，则镜像衰减电路201的结构也随之改变。

对于衰减电路10和镜像衰减电路201的输入端，即第一MOS管M1A的漏极而言，由于第一其他射频模块11的输出阻抗为R0，则镜像衰减电路201的输入等效阻抗也应为R0，这样才能使得第一其他射频模块11与衰减电路10或镜像衰减电路201的输入端等效阻抗相匹配。如前所述，为了方便不同组件级联，通常都会选择将射频组件的输入和输出的等效阻抗都设计为50欧姆，即在图4中，R0优选为50欧姆，第一MOS管M1A的漏极看向镜像衰减电路201的到地阻抗也为50欧姆。第二MOS管M1B的漏极，即图4中所示的Q点（位于第一电流镜结构200中的MOS管M3A的漏极上）看向镜像衰减电路201的等效阻抗也希望能够保持与R0一致（例如50欧姆），而不是随着外部控制信号Vctrl的改变而发生变动。

为此，本发明还包括反馈控制信号Vtune。根据反馈控制信号Vtune的不同，串联的第一MOS管M1A和第二MOS管M1B的开关状态也相应发生改变，从而可以弥补由于外部控制信号Vctrl的改变而引起的镜像衰减电路201的输出电流的改变，进而使得Q点看向镜像衰减电路201的等效阻抗保持与R0一致。

具体的，生成反馈控制信号Vtune的电路包括第一电流镜结构202、第二电流镜结构203以及比较电路204。本实施例中第一电流镜结构202和第二电流镜结构203均采用单管MOS电流镜结构。其中，第一电流镜结构202包括MOS管M3A和MOS管M3B，并且，两个MOS管的宽长比W/L都尽量选择相同的，以尽可能保证复制出的镜像电流I3B与参考电流I3A相同。MOS管M3A采用二极管连接，漏极作为第一端与镜像衰减电路201的输出端连接，源极与电源VDD连接。MOS管M3B的源极与电源VDD连接，栅极与MOS管M3A的栅极连接，本实施例中为了获取电压信号以作为比较电路204的输入，MOS管M3B的漏极与电阻R1以及第一电压抬升电路2021串联后再连接到地。MOS管M3A和MOS管M3B构成的电流镜中，当流经如图中所示的Q点（请参考图4所示，位于第一电流镜结构200中的MOS管M3A的漏极上）的参考电流I3A发生变化时，基于电流镜结构的特点，镜像电流I3B在短时间内就可以调整为与参考电流I3A相同的大小，实现镜像。

类似的，第二电流镜结构203中，MOS管M4A也采用二极管连接，源极与电源VDD连接，漏极则通过电阻R3连接到地，MOS管M4B的源极与电源VDD连接，栅极与MOS管M4A的栅极连接，漏极的连接方式与MOS管M3B的漏极连接方式相同，可以与电阻R2以及第二电压抬升电路2031串联后再连接到地。

第二电流镜结构203中，电阻R3的取值与镜像衰减电路201的输出端等效阻抗相同，即，与第一电流镜结构202中的Q点的到地阻抗相同。基于行业内通常默认射频器件的匹配阻抗为50欧姆，本实施例中R3的取值也为50欧姆。电阻R3取值与第一电流镜结构202中的Q点的到地阻抗相同的作用在于，以电阻R3作为阻抗调整的基准，当参考电流I3A最终被调整为与电流I4A相同时，Q点的电压与P点（如图4所示，位于第二电流镜结构203中的MOS管M4A的漏极上）相同，从而Q点看向镜像衰减电路201的等效阻抗（相当于镜像衰减电路201的输出等效阻抗）与P点的阻抗相同。即，Q点看向镜像衰减电路201的等效阻抗最终被调整为R3。因此，如果将电阻R3设置为50欧姆，则镜像衰减电路201的输出端阻抗可以被调整为50欧姆。如果将电阻R3设置为其他阻抗，则镜像衰减电路201的输出等效阻抗也相应改变。基于镜像衰减电路201是衰减电路10的复制版本，两者具有相同的电路结构和相同的输入信号，当镜像衰减电路201的输出等效阻抗被调整时，衰减电路10的输出等效阻抗也被同步调整为与电阻R3相同。从另一个角度来说，电阻R3的设置使得衰减电路10和第二其他射频模块12之间的匹配阻抗变得灵活，可以根据实际电路进行适应性调整。

进一步的，以上的第一电流镜结构202和第二电流镜结构203中还可以包括第一电压抬升电路2021和第二电压抬升电路2031。最常见的，电压抬升电路可以是一个二极管或多个串联的二极管。由于二极管导通后，在一定的范围内具有固定的导通电压，因此，可以通过增减二极管的数量来灵活的调整需要电压抬升的电压值。第一电压抬升电路2021和第二电压抬升电路2031可以与电阻R1和电阻R2分担电压，在VDD固定的前提下，增加了第一电压抬升电路和第二电压抬升电路后，电阻R1和电阻R2上的电位差可以相应减少。此外，在后续说明中将提到的构成比较电路204的部件运算放大器对输入电压范围有要求，电压抬升电路可以和电阻R1和电阻R2一起将X点（即MOS管M3B的漏极）电压Vx和Y点（即MOS管M4B的漏极）电压Vy调整到运算放大器的工作范围内，从而运放的选取可以比较灵活，不再需要高输入电压范围的特殊要求。

在本申请提出的一个实施例中，比较电路204通过由运算放大器构成的比较器结构来实现。其中，所述运算放大器的同相输入端与MOS管M3B的漏极（即X点）连接，反相输入端与MOS管M4B的漏极（即Y点）连接，输出端与镜像衰减电路201的反馈控制端，即MOS管M1A和MOS管M1B的栅极连接。由于选取的MOS管M3B和MOS管M4B的性能参数相同，在稳态下，X点电压Vx和Y点电压Vy也是相同的。当外部控制信号Vctrl改变，从而引起第一电流镜结构202的电流发生改变时，X点电压Vx和Y点电压Vy出现压差，运算放大器的输出端的反馈控制信号Vtune相应发生改变，基本规律是外部控制信号Vctrl变大，则反馈控制信号Vtune变小；外部控制信号Vctrl变小，则反馈控制信号Vtune变大。改变后的反馈控制信号Vtune用于调整MOS管M1A和MOS管M1B的源漏电流，从而调整了Q点的参考电流I3A。参考电流I3A发生变化后引起镜像电流I3B的变化，即X点电压V发生了改变，变得与Y点电压Vy的差值更小，直至X点电压Vx和Y点电压Vy相同，重新达到稳态。

总的来说，第二电流镜结构203可以说是作为参考基准存在的，其与第一电流镜结构202是一组镜像或者倍数的关系。当第一电流镜结构202受外部控制信号Vctrl影响而产生电流（参考电流I3A）变化时，第二电流镜结构203中两个支路中的电流I4A和电流I4B是不发生改变的，此时，运算放大器的同相输入端上的电压（即X点电压Vx）发生改变，而运算放大器的反相输入端上的电压（即Y点电压Vy）并没有发生改变，即Vx-Vy不等于0。由于运算放大器的同相输入端和反相输入端具有“虚短”的特点，即稳定工作状态下X点电压Vx应该等于Y点电压Vy。因此，在运算放大器的调整下，Vx-Vy≠0的不稳定状态很快解除，运算放大器重新进入稳定状态。在运算放大器调整期间，运算放大器的输出端输出的反馈控制信号Vtune对镜像衰减电路201中的MOS管M1A和MOS管M1B的开关状态进行调整，从而实现调整镜像衰减电路201输出等效阻抗的效果。

以下来完整说明一遍由于外部控制信号Vctrl的变化对镜像衰减电路201的输出等效阻抗造成改变后，通过图4所示的逻辑模块200的相应调整，给出反馈控制信号Vtune，以实现将镜像衰减电路201的输出等效阻抗（即Q点看向镜像衰减电路201的等效阻抗）维持在预期的阻抗上的过程。

为了实施有效控制，外部控制信号Vctrl和反馈控制信号Vtune是反比例关系。在稳定状态下，电流I3A、I3B、I4A和I4B都相等，反馈控制信号Vtune维持某一电平不改变，镜像衰减电路201处于稳定工作的状态。此时，假设来自射频系统控制单元的外部控制信号Vctrl改变，从而将导致镜像衰减电路201的输出端口的等效阻抗失配，流经Q点的参考电流I3A发生改变，Q点的电压也发生变化。但是这是不被期望的，因为这将导致驻波特性恶化，射频信号失真严重。为了使得Q点看向镜像衰减电路201的等效阻抗恢复为原状，例如通常默认的匹配阻抗50欧姆，需要纠正参考电流I3A的变化。基于图4所示的包括两组电流镜的控制电路，当参考电流I3A变化时，其镜像电流I3B同步改变，从而导致X点（即MOS管M3B的漏极）电压Vx出现变化，运算放大器的同相输入端和反相输入端电压不等（因为Y点（即MOS管M4B的漏极）电压Vy并不改变），打破运算放大器原有的稳定状态，运算放大器进入短时间的调整状态。根据对X点电压Vx和Y点电压Vy的比较，运算放大器输出相应的反馈控制信号Vtune，从而改变了镜像衰减电路201中MOS管M1A和MOS管M1B的开关状态，从而改变了参考电流I3A的大小，相应地，镜像电流I3B同步变化，使得X点电压Vx变化，与Y点电压Vy的差值减小。当X点电压Vx和Y点电压Vy的差值减小到0时，运算放大器的同相输入端和反相输入端电压相等，重新达到稳定的状态，流经X点和Y点的电流I3B和I4B相等，进一步地，镜像结构中的电流I3A、I3B、I4A和I4B全部相等。由于Q点电压等于电源VDD减去MOS管M3A上的压降，P点电压等于电源VDD减去MOS管M4A上的压降，基于MOS管电流公式可知，在MOS管M3A和MOS管M4A的各项参数都相同，并且流经的电流大小也相同的情况下，MOS管M3A和MOS管M4A上的压降也相同，即Q点电压与P点电压相同。也就是说，控制电路中的各部分电路重新到达稳定状态时，Q点电压、电流与P点电压、电流均相同，那么根据欧姆定律，Q点看向镜像衰减电路201的等效阻抗等于R3，若R3被设置为50欧姆，则Q点看向镜像衰减电路201的等效阻抗等于50欧姆。

由上述的电流电压变化说明可知，在反馈控制信号Vtune的控制下，镜像衰减电路201的输出等效阻抗可以被控制在预设的电阻值上（取决于R3的取值），从而可以解决衰减电路10的输出阻抗不稳定导致的端口驻波恶化。

本领域技术人员应知，以上实施例中采用了简单的单管MOS电流镜结构，但在同样的设计思路下，电流镜结构还可以包括其他改进型的结构，例如，cascode电流镜、威尔逊电流镜等。

本发明中的压控衰减器不需要通过任何RLC网络来匹配阻抗，仅通过逻辑模块200产生的反馈控制信号Vtune来匹配压控衰减器的端口阻抗，实现电路简单有效，对主链路不产生影响。例如，如图5所示，其示出了衰减电路10在不同的外部控制信号Vctrl下的端口驻波的仿真图。图中，横轴为频率，纵轴为输入输出回波损耗，图中的一条曲线对应了一个外部控制信号Vctrl值下，衰减电路10对0-40GHz的射频信号的输入输出回波损耗。图中示出了多条输入输出回波损耗曲线，这些曲线分别对应了外部控制信号Vctrl遍历0~2.5V（步进值为0.05V）得出的回波损耗曲线。由图可以看出，在高达0~30GHz的宽频段下，压控衰减器的输入输出回波损耗均小于-20dB，即压控衰减器的阻抗匹配良好。

需声明的是，本申请所提供的说明书中提供了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有部分或全部这些具体细节的情况下实施。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员应当理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims (10)

1.一种压控衰减器，其特征在于，包括：

衰减电路，包括信号输入端、信号输出端、输入控制端以及反馈控制端，所述输入控制端用于输入外部控制信号；

控制电路，其输出端与所述衰减电路的所述反馈控制端连接，输出反馈控制信号，所述反馈控制信号与所述外部控制信号呈反比的动态关系；

所述控制电路包括：

镜像衰减电路，具有与所述衰减电路相同的电路结构，所述镜像衰减电路的输入控制端用于输入所述外部控制电压；

第一电流镜结构，被配置为复制所述镜像衰减电路的输出电流，所述第一电流镜结构的第一端与所述镜像衰减电路的输出端连接，所述第一电流镜结构的第二端与地连接；

第二电流镜结构，所述第二电流镜结构的第一端与匹配电阻连接后，再连接到地，所述第二电流镜结构的第二端与地连接，以及，

电压抬升电路，被配置为与所述第一电流镜结构的第二端、所述第二电流镜结构的第二端连接；

比较电路，被配置为比较所述第一电流镜结构的第二端以及所述第二电流镜结构的第二端的信号，并输出所述反馈控制信号至所述衰减电路的所述反馈控制端以及所述镜像衰减电路的所述反馈控制端。

2.如权利要求1所述的压控衰减器，其特征在于，所述衰减电路为T型衰减电路，包括：

第一MOS管，漏极为所述信号输入端，用于输入射频输入信号；

第二MOS管，漏极与所述第一MOS管的源极相连，源极为所述信号输出端，用于输出射频输出信号，并且，所述第一MOS管和所述第二MOS管的栅极与所述反馈控制信号相连；

第三MOS管，漏极与所述第一MOS管的源极相连，源极接地，栅极与所述外部控制信号相连。

3.如权利要求1所述的压控衰减器，其特征在于，所述第一电流镜结构的第二端与第一电阻连接后，再连接到地，并且，所述第二电流镜结构的第二端与第二电阻连接后，再连接到地。

4.如权利要求1所述的压控衰减器，其特征在于，所述第一电流镜结构的第二端与第一电阻以及第一电压抬升电路串联后，再连接到地，并且，所述第二电流镜结构的第二端与第二电阻以及第二电压抬升电路串联后，再连接到地。

5.如权利要求4所述的压控衰减器，其特征在于，所述第一电压抬升电路和所述第二电压抬升电路包括至少一个二极管。

6.如权利要求1所述的压控衰减器，其特征在于，所述匹配电阻的阻值与所述镜像衰减电路的输出端的到地电阻相同。

7.如权利要求1所述的压控衰减器，其特征在于，所述电流镜结构包括：单管MOS电流镜、cascode电流镜、威尔逊电流镜。

8.如权利要求1所述的压控衰减器，其特征在于，所述镜像衰减电路具有与所述衰减电路相同的电路结构包括两者所使用的元件及元件的参数和版图均相同。

9.如权利要求1所述的压控衰减器，其特征在于，所述比较电路包括运算放大器，所述运算放大器的同相输入端与所述第一电流镜结构的第二端连接，所述运算放大器的反相输入端与所述第二电流镜结构的第二端连接，所述运算放大器的输出端与所述衰减电路的反馈控制端以及所述镜像衰减电路的反馈控制端连接。

10.如权利要求1所述的压控衰减器，其特征在于，所述衰减电路为T型衰减电路或Π型衰减电路。