CN117353673A - 射频放大电路、控制方法、控制模块和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及集成电路领域,公开了一种射频放大电路、控制方法、控制模块和电子设备。射频放大电路包括:放大模块和电流调整模块。其中,放大模块,被配置为接收第一射频信号,将第一射频信号放大并输出为第二射频信号。电流调整模块,电连接放大模块的输入端,电流调整模块被配置为接收并响应于电流控制信号,调整放大模块输入端的电压;其中,电流控制信号根据在放大模块的电源端采集的第一电流,与一目标电流的比较结果获得。
Description
技术领域
本公开涉及集成电路领域,具体涉及一种射频放大电路、控制方法、控制模块和电子设备。
背景技术
基于cmos工艺的芯片(例如,毫米波相控阵芯片、射频芯片等)均需要放大器模块来提供一定的增益,以抑制信号的传输损耗,同时,还需要这些放大器模块提供一定输出功率和噪声性能,以满足实际通信需求。
波束赋形是一种信号处理技术,用于传感器阵列的定向信号传输或接收。这是通过组合天线阵列中的元素来实现的,使特定角度的信号经历建设性干扰,而其他角度的信号经历破坏性干扰。波束赋形可以在发射和接收两端使用,以实现空间选择性。使用波束赋形技术的电子设备包括多个射频的通道,通道中包括射频芯片。如果射频芯片的性能(包括增益/噪声/输出功率等性能)不稳定,容易造成不同通道的一致性变差,导致波束赋形的效果变差,波束的副瓣功率增加,进而,造成芯片的通信效率降低。
发明内容
有鉴于此,本公开实施例提供了一种射频放大电路、控制方法、控制模块和电子设备,能够优化调整通道一致性,提升通信效率和质量。
本公开实施例的技术方案是这样实现的:
本公开实施例提供了一种射频放大电路,所述射频放大电路包括:放大模块和电流调整模块;其中,所述放大模块,被配置为接收第一射频信号,将所述第一射频信号放大并输出为第二射频信号;所述电流调整模块,电连接所述放大模块的输入端,所述电流调整模块被配置为接收并响应于电流控制信号,调整所述放大模块输入端的电压;其中,所述电流控制信号根据在所述放大模块的电源端采集的第一电流,与一目标电流的比较结果获得。
本公开实施例还提供了一种控制方法,用于对射频放大电路的静态电流进行调整,其中,所述射频放大电路包括放大模块和电流调整模块;其中,所述放大模块被配置为接收第一射频信号,将所述第一射频信号放大并输出为第二射频信号;所述电流调整模块电连接所述放大模块的输入端;所述控制方法包括:获取在所述放大模块的电源端采集的第一电流;将所述第一电流与一目标电流的比较,根据比较的结果生成电流控制信号;将所述电流控制信号输出给所述电流调整模块;其中,所述电流控制信号用于所述电流调整模块调整所述放大模块输入端的电压。
本公开实施例还提供了一种控制模块,用于对射频放大电路的静态电流进行调整,其中,所述射频放大电路包括放大模块和电流调整模块;其中,所述放大模块被配置为接收第一射频信号,将所述第一射频信号放大并输出为第二射频信号;所述电流调整模块电连接所述放大模块的栅极;所述控制模块包括:获取单元,被配置为获取在所述放大模块的电源端采集的第一电流;比较单元,被配置为将所述第一电流与一目标电流的比较;控制信号单元,被配置为根据比较的结果,生成电流控制信号;输出单元,被配置为将所述电流控制信号输出给所述电流调整模块,其中,所述电流控制信号用于所述电流调整模块调整所述放大模块的栅极电压。
本公开实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括如上述方案中所述的射频放大电路,以及,如上述方案中所述的控制模块。
可以理解的是,电流调整模块根据电流控制信号,调整放大模块输入端的电压,使得放大模块的静态电流与目标电流相匹配。这样,校准了放大模块中晶体管因PVT变化,而造成的放大模块的静态电流变化,保证了射频放大电路静态电流的稳定,抑制了噪声。从而,在多个射频通道的电路中,每个通道均采用本公开实施例提供的射频放大电路,能够保证各个通道的增益、噪声和输出功率等性能保持稳定和一致,优化调整了通道一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对实施例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公开的一些实施例,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为本公开实施例提供的射频放大电路的结构示意图一;
图2为本公开实施例提供的射频放大电路的结构示意图二;
图3为本公开实施例提供的射频放大电路中的串并转换器的结构示意图;
图4为本公开实施例提供的射频放大电路中的反馈调整单元的结构示意图一;
图5为本公开实施例提供的射频放大电路中的反馈调整单元的结构示意图二;
图6为本公开实施例提供的射频放大电路中的反馈调整单元的结构示意图三;
图7为本公开实施例提供的射频放大电路中的电流调整单元的结构示意图一;
图8为本公开实施例提供的射频放大电路中的电流调整单元的结构示意图二;
图9为本公开实施例提供的射频放大电路中的放大器的结构示意图一;
图10为本公开实施例提供的射频放大电路中的放大器的结构示意图二;
图11为本公开实施例提供的射频放大电路中的放大器的结构示意图三;
图12为本公开实施例提供的射频放大电路中的放大器的结构示意图四;
图13为本公开实施例提供的射频放大电路中的放大器的结构示意图五;
图14为本公开实施例提供的射频放大电路中的放大器的结构示意图六;
图15为本公开实施例提供的射频放大电路中的放大器的结构示意图七;
图16为本公开实施例提供的射频放大电路的效果示意图一;
图17为本公开实施例提供的射频放大电路的效果示意图二;
图18为本公开实施例提供的射频放大电路的效果示意图三;
图19为本公开实施例提供的射频放大电路的效果示意图四;
图20为本公开实施例提供的射频放大电路的效果示意图五;
图21为本公开实施例提供的射频放大电路的效果示意图六;
图22为本公开实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式,然而应当理解,可以以各种形式实现本公开,而不应被这里阐述的具体实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开,并且能够将本公开公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本公开更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本公开可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本公开发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述;即,这里不描述实际实施例的全部特征,不详细描述公知的功能和结构。
在附图中,为了清楚,层、区、元件的尺寸以及其相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本公开教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。而当讨论的第二元件、部件、区、层或部分时,并不表明本公开必然存在第一元件、部件、区、层或部分。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本公开的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。本文中所有数值范围均包括端点值。
图1是本公开实施例提供的射频放大电路的可选的结构示意图,参考图1,射频放大电路10包括:放大模块101和电流调整模块104。其中,放大模块101,被配置为接收第一射频信号RFIN,将第一射频信号RFIN放大并输出为第二射频信号RFOUT。电流调整模块104,电连接放大模块101,被配置为接收并响应于电流控制信号K,调整放大模块101的输入端的电压(也即,调整放大模块101中放大晶体管栅极的电压),直至放大模块101的静态电流达到预设的静态电流目标值;其中,电流控制信号K是根据在放大模块101的电源端采集的静态电流IQ(即第一电流),与一目标电流的比较结果而得到的。
射频放大电路10还可以包括反馈调整模块105,电连接放大模块101,被配置为响应于增益控制信号T,调整放大模块101的反馈系数,直至放大模块101的增益达到预设的增益目标值;其中,增益控制信号T是根据检测放大模块101的第一增益与一目标增益值的比较结果而得到的。第一增益根据第一射频信号RFIN和第二射频信号RFOUT获得。
需要说明的是,本文所述的“电连接”,可以是“直接电连接”或“间接电连接”。其中,直接电连接是指直接通过导线而电连接;间接电连接是指通过其他电元件而电连接。下文不再赘述。
公开实施例中,参考图1,控制模块102获取检测放大模块101的静态电流IQ,并向电流调整模块104发送对应的电流控制信号K,来控制电流调整模块104调整放大模块101的静态电流I1,从而,使得放大模块101的静态电流I1保持稳定。其中,静态电流IQ为放大模块101在不受外部因素影响下的自身消耗电流。
需要说明的是,静态电流是指功率放大器在没有输入信号时,通过放大器电路的电源电流。静态电流通常由偏置电流引起,其目的是确保放大器的稳定性和线性性能。在本申请中,放大模块101在没有输入第一射频信号RFIN时,在放大模块101的电源端采集的第一电流,为放大模块101的静态电流I1。
本公开实施例中,继续参考图1,控制模块102还可以检测放大模块101输出的第二射频信号RFOUT,并向反馈调整模块105发送对应的增益控制信号T,来控制反馈调整模块105调整放大模块101的反馈系数,从而,调整放大模块101的增益。其中,放大模块101的增益是指放大模块101的输出功率与输入功率比值,也指电压或电流的放大倍数。
本公开实施例中,控制模块102还可以获取第一射频信号RFIN,根据放大模块101的输入信号(即第一射频信号RFIN),以及放大模块101的输出信号(即第二射频信号RFOUT),确定出放大模块101当前的增益;而后,控制模块102可以将放大模块101当前的增益与目标增益值进行比较,来输出增益控制信号T,以调整放大模块101当前的增益逼近目标增益值。
可以理解的是,电流调整模块104调整放大模块101的静态电流I1,使得放大模块101的静态电流I1保持稳定;同时,反馈调整模块105调整放大模块101的反馈系数,从而,调整放大模块101的增益。这样,一方面,保证了射频放大电路性能稳定,抑制了噪声,从而,在多通道的电路中,每个通道均采用本公开实施例提供的射频放大电路,能够保证各个通道的增益、噪声和输出功率等性能保持稳定和一致,优化调整了通道一致性。另一方面,保证了射频放大电路的输出功率,提升了通信效率和质量。
参考图1,在本公开的一些实施例中,控制模块102可以和射频放大电路10(包括放大模块101、电流调整模块104和反馈调整模块105)位于同一个芯片上。在本公开的另一些实施例中,控制模块102可以和射频放大电路10(包括放大模块101、电流调整模块104和反馈调整模块105)位于不同的芯片上。在此不做限制。
在本公开的一些实施例中,参考图1,控制模块102,还被配置为根据工艺条件和温度条件,向电流调整模块104输出电流控制信号K。也就是说,用于与第一电流进行比较的目标电流,是根据目标工艺条件和目标温度条件来设置的。
需要说明的是,PVT(Process,Voltage and Temperature,工艺、电压和温度)条件是cmos工艺中的一个重要影响因素。cmos工艺的PVT特性,即晶体管在不同PVT条件下的电学性能,是一个重要并且值得关注的性能。cmos工艺受限于PVT特性的影响,其晶体管的电学性能往往会随PVT条件的变化而变化,从而使射频芯片的增益、功耗、噪声和输出功率等性能随之改变。
需要说明的是,晶体管饱和区的峰值电流ID为:
(1);
晶体管饱和区的跨导gm为:
(2);
工作在饱和区的共源管增益AV为:
(3)。
上式(1)、上式(2)和上式(3)中,μn为电子迁移率,Cox为单位面积的栅氧化层电容,μnCox为工艺常数,为MOS管的宽长比,VTH为MOS管的阈值电压,RD为共源管的负载。
根据上式(2)和上式(3),要得到稳定的增益AV,需要稳定的饱和区跨导gm。而要获得稳定的饱和区跨导gm,需要稳定的饱和区电流ID 和稳定的工艺常数μnCox。
需要说明的是,对于晶体管的temperature特性(高低温特性),当温度升高时,晶体管的阈值电压VTH升高,晶体管的开启电压变大,进而,晶体管的电子迁移率μn变高,工艺常数μnCox变大;根据上式(1)可知,当晶体管的电子迁移率μn变高,工艺常数μnCox变大,则晶体管的饱和电流ID变小,其中,阈值电压VTH对晶体管的影响比电子迁移率μn影响更大。也就是说,晶体管的temperature特性(高低温特性)表现为:在高温下晶体管的饱和电流ID更小。
还需要说明的是,晶体管的Process特性(工艺特性),是晶体管的工艺角(ProcessCorner)和失配引起的阈值电压VTH和工艺常数μnCox变化。工艺角是由四个角所确定的矩形范围,用以限定晶体管的性能;晶体管具有Fast、Slow和Norm这3个工艺角。
本公开实施例中,控制模块102根据工艺条件和温度条件,来控制电流调整模块104调整放大模块101的静态电流I1,可以按照如下的步骤进行:
第一步,将预设温度和预设工艺角下的静态电流,作为静态电流目标值。例如,将高温(例如85℃)、Norm工艺角下的静态电流作为目标值。
第二步,按照预设温度,对晶体管的静态电流进行校准。例如,对低温或常温(小于85℃)下的晶体管的静态电流进行校准,也即,将低温或常温下的静态电流,调整至高温下的静态电流。其中,高温下的静态电流可以是一个数值范围。可以通过增大晶体管的偏置电流,来增大晶体管的静态电流,从而使得晶体管的静态电流达到高温下的数值范围。
例如,在低温或常温下,不向放大模块101输入第一射频信号RFIN,控制模块102获取在放大模块101的电源端采集的第一电流,第一电流为静态电流IQ;将第一电流与一目标值的比较。其中,目标值可以是一个数值,也可以是一个数值范围。如果第一电流与一目标值相同或几乎相同,或者第一电流落入该数值范围,则说明低温或常温下的第一电流(静态电流)不需要调节。如果第一电流与一目标值不相同,或者第一电流没有落入该数值范围,则说明低温或常温下的第一电流(静态电流)需要调节。
进而,当第一电流(静态电流)需要调节时,根据该比较的结果,生成电流控制信号K。将电流控制信号输出给电流调整模块,其中,电流控制信号用于所述电流调整模块调整放大模块的栅极电压。
第三步,按照预设工艺角,对晶体管的静态电流进行校准。例如,将晶体管的静态电流调整至高温下的数值范围之后,可以将Norm工艺角下的静态电流作为目标值,将高温下不同工艺条件的静态电流,校准至高温下Norm工艺角的静态电流。
可以理解的是,本公开实施例中,根据工艺条件和温度条件,对静态电流进行校准。这样,可以对cmos工艺的PVT特性进行校准,也即,可以使射频放大电路中的晶体管在不同PVT条件下的电学性能保持稳定。从而,可以使得射频芯片的性能保持相对稳定。
在本公开的一些实施例中,放大模块101包括:一个放大器。电流调整模块104包括:一个电流调整单元。其中,电流调整单元电连接放大器的输入端。
在本公开的一些实施例中,放大模块101包括:级联的n个放大器。电流调整模块104包括:n个电流调整单元。电流调整单元与放大器一一对应,每个电流调整单元电连接一个放大器的输入端。反馈调整模块105包括:n个反馈调整单元。其中,n大于等于2。每个放大器,分别电连接对应的一个电流调整单元以及对应的一个反馈调整单元。控制模块102,还被配置为控制对应的反馈调整单元,先调整靠近中间的放大器的反馈系数,以及,在完成对靠近中间的放大器的反馈系数的调整的情况下,再调整靠近两端的放大器的反馈系数。
图2示例出了n等于3的情况下,射频放大电路10的结构。下面将结合图2进行说明。n为其他值所对应的射频放大电路,可以参考图2进行理解。
参考图2,放大模块101包括:级联的3个放大器Amp1、Amp2和Amp3;其中,放大器Amp1的输出端连接放大器Amp2的输入端,放大器Amp2的输出端连接放大器Amp3的输入端,放大器Amp1接收第一射频信号RFIN,放大器Amp3输出第二射频信号RFOUT。
在本公开的一些实施例中,射频放大电路还包括:n个低压差线性稳压器。每个放大器,通过对应的一个低压差线性稳压器,电连接至对应的一个电源。
如图2所示例,射频放大电路10还包括:3个低压差线性稳压器LDO1、LDO2和LDO3。低压差线性稳压器LDO1、LDO2和LDO3组成了电源模块103,电源模块103被配置为向放大模块101提供电源电压。其中,放大器Amp1,通过低压差线性稳压器LDO1,电连接至直流电源DC1;放大器Amp2,通过低压差线性稳压器LDO2,电连接至直流电源DC2;放大器Amp3,通过低压差线性稳压器LDO3,电连接至直流电源DC3。
可以理解的是,直流电源通过低压差线性稳压器给放大器供电,可以使放大器的电源电压稳定。这样,可以避免电压条件变化而引起晶体管的特性变化,也即,可以使射频放大电路中的晶体管在不同PVT条件下的电学性能保持稳定。从而,可以使得射频芯片的性能保持相对稳定。
继续参考图2,电流调整模块104包括:3个电流调整单元401、402和403;其中,电流调整单元401电连接放大器Amp1,电流调整单元401调整放大器Amp1的静态电流;电流调整单元402电连接放大器Amp2,电流调整单元402调整放大器Amp2的静态电流;电流调整单元403电连接放大器Amp3,电流调整单元403调整放大器Amp3的静态电流。
继续参考图2,反馈调整模块105包括:n个反馈调整单元501、502和503;其中,反馈调整单元501电连接放大器Amp1,反馈调整单元501调整放大器Amp1的反馈系数;反馈调整单元502电连接放大器Amp2,反馈调整单元502调整放大器Amp2的反馈系数;反馈调整单元503电连接放大器Amp3,反馈调整单元503调整放大器Amp3的反馈系数。
本公开实施例中,放大模块101的n个放大器中,越靠近放大模块101的输入端(即靠近第1个放大器)的放大器的反馈系数,对放大模块101的噪声影响越大,而对放大模块101的输出功率的影响越小。相应的,放大模块101的n个放大器中,越靠近放大模块101的输出端(即靠近第n个放大器)的放大器的反馈系数,对放大模块101的噪声影响越小,而对放大模块101的输出功率的影响越大。放大模块101的n个放大器中,靠近中间(即靠近第n/2个或第(n+1)/2个放大器)的放大器的反馈系数,则同时影响放大模块101的噪声和输出功率。
以图2示出的3级级联放大器Amp1、Amp2和Amp3为例,满足下式(4)、(5)和(6):
(4);
(5);
(6)。
上式(4)中,Gtot为3级级联放大器的总增益,G1为放大器Amp1的增益,G2为放大器Amp2的增益,G3为放大器Amp3的增益。
上式(5)中,Ftot为3级级联放大器的总噪声系数,F1为放大器Amp1的噪声系数,F2为放大器Amp2的噪声系数,F3为放大器Amp3的噪声系数。
上式(6)中,IP1tot为3级级联放大器整体的输入1dB压缩点,则可以表征3级级联放大器的输出功率的大小,IP11为放大器Amp1的输入1dB压缩点,IP12为放大器Amp2的输入1dB压缩点,IP12为放大器Amp2的输入1dB压缩点。
由上式(4)可知,对于3级级联放大器的增益波动,可以通过调整每个放大器的反馈系数来调整每个放大器的增益G1 、G2 或G3,从而,维持3级级联放大器的增益稳定,也即,将3级级联放大器的增益调整至预设的增益目标值。
由上式(5)可知,对于3级级联放大器的噪声波动,可以通过调整每个放大器的反馈系数(增益),来调整3级级联放大器的总噪声系数Ftot。其中,放大器Amp1的噪声系数F1直接作为上式(5)中的一项,因此,放大器Amp1的噪声系数F1对总噪声系数Ftot的贡献最大;放大器Amp2的噪声系数F2则除以放大器Amp1的增益G1之后,再作为上式(5)中的一项,因此,放大器Amp2的噪声系数F2对总噪声系数Ftot的贡献有所减小;放大器Amp3的噪声系数F3则除以放大器Amp1的增益G1以及放大器Amp2的增益G2的乘积之后,再作为上式(5)中的一项,因此,放大器Amp3的噪声系数F3对总噪声系数Ftot的贡献最小。也就是说,放大器Amp1、Amp2和Amp3对总噪声系数Ftot造成的影响逐渐降低;从而,越靠近放大模块101的输入端(即靠近放大器Amp1)的放大器的反馈系数,对放大模块101的总噪声系数Ftot影响越大,相应的,越靠近放大模块101的输出端(即靠近放大器Amp3)的放大器的反馈系数,对放大模块101的总噪声系数Ftot影响越小。
由上式(6)可知,对于3级级联放大器的IP1波动,可以通过调整每个放大器的反馈系数(增益),来调整3级级联放大器的IP1tot,进而调整3级级联放大器的输出功率。其中,放大器Amp1的IP11的倒数,直接作为上式(6)中的一项,因此,放大器Amp1的IP11对3级级联放大器的IP1tot的贡献最小;放大器Amp2的IP12的倒数,则乘以放大器Amp1的增益G1之后,再作为上式(6)中的一项,因此,放大器Amp2的IP12对3级级联放大器的IP1tot的贡献有所增大;放大器Amp3的IP13,则乘以放大器Amp1的增益G1以及放大器Amp2的增益G2的乘积之后,再作为上式(6)中的一项,因此,放大器Amp3的IP13对3级级联放大器的IP1tot的贡献最大。也就是说,放大器Amp1、Amp2和Amp3对3级级联放大器的IP1tot造成的影响逐渐增加;从而,越靠近放大模块101的输入端(即靠近放大器Amp1)的放大器的反馈系数,对放大模块101的输出功率影响越小,相应的,越靠近放大模块101的输出端(即靠近放大器Amp3)的放大器的反馈系数,对放大模块101的输出功率影响越大。
可以理解的是,在级联的多个放大器中,优先调整靠近中间的放大器(例如图2中的放大器Amp2)的反馈系数,同时对放大模块101的总噪声系数以及输出功率进行调整。进一步的,在完成对靠近中间的放大器的反馈系数的调整的情况下,若仍然需要调整(即放大模块101的增益仍未达到预设的增益目标值),再调整靠近两端的放大器的反馈系数。具体而言,若放大模块101的总噪声系数仍需要调整,则调整靠近放大模块101的输入端的放大器(例如图2中的放大器Amp1)的反馈系数;相应的,若放大模块101的输出功率仍需要调整,则调整靠近放大模块101的输出端的放大器(例如图2中的放大器Amp3)的反馈系数。如此调整,直至放大模块101的增益达到预设的增益目标值。这样,一方面,保证了调整的质量,另一方面,在调整过程中尽可能降低了调整时间,提高了调整的效率。
在本公开的一些实施例中,参考图2,控制模块102包括:控制信号生成器201和串并转换器202。控制信号生成器201,电连接串并转换器202,被配置为生成并输出串行的电流控制信号和串行的增益控制信号至串并转换器202;其中,串行的电流控制信号的时序,先于串行的增益控制信号的时序。串并转换器202,被配置为将串行的电流控制信号和串行的增益控制信号转化为并行的信号,并分别输出至电流调整模块104和反馈调整模块105。
本公开实施例中,控制信号生成器201所生成的串行的控制信号中,电流控制信号的时序,先于增益控制信号的时序。也就是说,串并转换器202会先将串行的电流控制信号转化为并行的信号,并输出至电流调整模块104;而后,串并转换器202再将串行的增益控制信号转化为并行的信号,并输出至反馈调整模块105。从而,对静态电流的调整会在先进行,而对增益的调整会在后进行。
参考上式(2)和上式(3),跨导gm与饱和电流ID的二分之一次方呈正比,而增益AV则与跨导gm呈线性关系。从而,增益AV的偏移量小于饱和电流ID的偏移量;也就是说,PVT条件对饱和电流ID的影响较大,PVT条件对增益AV的影响较小。
可以理解的是,本公开实施例中,先调整偏移量较大的静态电流,而后,再调整偏移量较小的增益。这样,可以更加效率地完成对射频放大电路的性能调整,保证了射频放大电路性能稳定,提升了通信效率和质量。
在本公开的一些实施例中,参考图3,串并转换器202包括:m个第一D触发器D1、m个第一反相器INV1和m个第二D触发器D2,其中,m大于等于2n。m个第一D触发器D1逐级相连,其中,每个第一D触发器D1的同相输出端电连接至下一个第一D触发器D1的数据输入端。每个第一D触发器D1的同相输出端对应电连接一个第一反相器INV1的输入端,每个第一反相器INV1的输出端对应电连接一个第二D触发器D2的数据输入端。
继续参考图3,第1个第一D触发器D1的数据输入端接收串行的电流控制信号和串行的增益控制信号(即信号DATA)。每个第一D触发器D1的时钟输入端接收时钟信号CLK。每个第一D触发器D1的复位端接收复位信号RST。每个第二D触发器D2的时钟输入端接收切换信号TP。每个第二D触发器D2的同相输出端对应输出并行的电流控制信号中的一个数据,或者,并行的增益控制信号中的一个数据;也就是说,m个第二D触发器D2依次对应输出m个数据Q<1>~Q<m>。
本公开实施例中,参考图3,串行的信号DATA中包括了电流控制信号和增益控制信号。时钟信号CLK中的每一个上升沿触发对应的一个第一D触发器D1对信号DATA进行一次采样,这样,便分别将信号DATA中的不同区段的数据分别进行了采样。串行的信号DATA每经过一次采样,便依次后移一位。
进而,m个第一D触发器D1采样得到的m个数据,经过m个第一反相器INV1进行数据整形,再经过m个第二D触发器D2进行采样,输出为m个数据Q<1>~Q<m>。其中,m个数据Q<1>~Q<m>中的一部分表征电流控制信号,m个数据Q<1>~Q<m>中的另一部分表征增益控制信号,例如,有24个数据表征电流控制信号,有12个数据表征增益控制信号,则m为二者之和36。
另外,切换信号TP的上升沿触发m个第二D触发器D2进行采样,这样,可以在需要的时刻上控制m个第二D触发器D2进行采样,将m个数据Q<1>~Q<m>输出。
可以理解的是,通过设置m个第一D触发器D1、m个第一反相器INV1和m个第二D触发器D2,实现了串并转换。这样,仅需要4个输入端口DATA、CLK、RST和TP,便可以输出m个数据Q<1>~Q<m>,减少了外部焊盘(作为输入/输出端口)的数量,减轻了控制器的负担。
在本公开的一些实施例中,参考图4,每个反馈调整单元501包括:串联的可调电阻单元RH和电容单元C。可调电阻单元RH,被配置为受控于增益控制信号,调整自身阻值。反馈调整单元501的第一端电连接放大器中输入晶体管M1的栅极;反馈调整单元501的第二端电连接放大器中输入晶体管M1的漏极。
在本公开的一些实施例中,可调电阻单元包括:i个第一电阻和i个第一MOS管,i大于等于2。其中,i个第一电阻依次串联。每个第一电阻与对应的一个第一MOS管并联。每个第一MOS管的栅极对应接收增益控制信号的一个数据。i个第一电阻的阻值之比为。
本公开实施例中,每个第一MOS管可以在其栅极电压的控制下而开启或者关闭。当一个第一MOS管处于开启状态时,则与其并联的第一电阻被短路,该第一电阻不计入可调电阻单元的总电阻;当一个第一MOS管处于关闭状态时,则与其并联的第一电阻计入可调电阻单元的总电阻。
进一步的,由于i个第一电阻的阻值之比为,因此,i个第一电阻的总电阻可以有/>种电阻值;具体而言,i个第一电阻的总电阻可以为/>份电阻值,步进1份电阻值,其中,1份电阻值为第1个第一电阻的阻值。
本公开实施例中,继续参考图4,调整可调电阻单元RH的阻值,则可以调整对应的放大器的反馈系数,进而调整放大器的增益。例如,若放大器的增益需要降低,则可以减小可调电阻单元RH的阻值;相应的,若放大器的增益需要提高,则可以增大可调电阻单元RH的阻值。这样,可以将放大器的增益调整至预设的增益目标值。
图5示例出了i=4的情况下,反馈调整单元的电路结构。如图5所示,可调电阻单元RH包括:4个第一电阻R11、R12、R13和R14,以及,4个第一MOS管M11、M12、M13和M14。其中,4个第一电阻R11、R12、R13和R14依次串联。第一电阻R11与第一MOS管M11并联,第一电阻R12与第一MOS管M12并联,第一电阻R13与第一MOS管M13并联,第一电阻R14与第一MOS管M14并联。第一MOS管M11的栅极接收增益控制信号的一个数据T<1>,第一MOS管M12的栅极接收增益控制信号的一个数据T<2>,第一MOS管M13的栅极接收增益控制信号的一个数据T<3>,第一MOS管M14的栅极接收增益控制信号的一个数据T<4>。可调电阻单元RH中还包括有固定电阻R01和R02。
结合图4和图5,图5中的电容C01和C02构成了图4中的电容单元C。图5中的端点P1和P2分别为图4中反馈调整单元501的第一端和第二端,其中,端点P1电连接输入晶体管M1的栅极,端点P2电连接输入晶体管M1的漏极;或者,端点P2电连接输入晶体管M1的栅极,端点P1电连接输入晶体管M1的漏极。
继续参考图5,4个第一电阻的阻值之比R11:R12:R13:R14为1:2:4:8。因此,可调电阻单元RH的总阻值的最小值为R01+R02,可调电阻单元RH的总阻值的最大值为R01+R02+15R11,步进阻值为R11,也就是说,可调电阻单元RH的总阻值可以有16种电阻值。
在本公开的一些实施例中,可调电阻单元还包括:j个第二电阻和j个第二MOS管,j大于等于2。j个第二电阻相互并联。每个第二电阻与对应的一个第二MOS管串联。每个第二MOS管的栅极对应接收增益控制信号的一个数据。j个第二电阻的阻值之比可以为。
本公开实施例中,每个第二MOS管可以在其栅极电压的控制下而开启或者关闭。当一个第二MOS管处于开启状态时,则与其串联的第二电阻计入可调电阻单元的总电阻;当一个第一MOS管处于关闭状态时,则与其串联的第二电阻不计入可调电阻单元的总电阻。
在本公开的一些实施例中,由于j个第二电阻的阻值之比可以为,因此,j个第二电阻的总电阻可以有/>种电阻值。
图6示例出了i=4且j=4的情况下,反馈调整单元的电路结构。如图6所示,可调电阻单元RH还包括:4个第二电阻R21、R22、R23和R24和4个第二MOS管M21、M22、M23和M24。4个第二电阻R21、R22、R23和R24相互并联。第二电阻R21与第二MOS管M21串联,第二电阻R22与第二MOS管M22串联,第二电阻R23与第二MOS管M23串联,第二电阻R24与第二MOS管M24串联。第二MOS管M21的栅极接收增益控制信号的一个数据T<5>,第二MOS管M22的栅极接收增益控制信号的一个数据T<6>,第二MOS管M23的栅极接收增益控制信号的一个数据T<7>,第二MOS管M24的栅极接收增益控制信号的一个数据T<8>。
结合图4和图6,图6中的电容C01和C02构成了图4中的电容单元C。图6中的端点P1和P2分别为图4中反馈调整单元501的第一端和第二端;其中,端点P1电连接输入晶体管M1的栅极,端点P2电连接输入晶体管M1的漏极;或者,端点P2电连接输入晶体管M1的栅极,端点P1电连接输入晶体管M1的漏极。
继续参考图6,4个第一电阻的阻值之比R11:R12:R13:R14为1:2:4:8,4个第二电阻的阻值之比R21:R22:R23:R24为;并且,第二电阻R21的阻值为第一电阻R11的阻值的一半,即R11=2R21。因此,可调电阻单元RH的总阻值可以有/>种电阻值。
可以理解的是,本公开实施例中,设置可调电阻单元RH中各个电阻的阻值比,使阻值比满足特定比例。这样,可以使得可调电阻单元RH的调整范围更大,使得可调电阻单元RH的总阻值的种类更多,从而,提高了反馈调整单元501的调整效果。
在本公开的一些实施例中,参考图7,每个电流调整单元包括:初始电流生成单元601、电流镜单元602和电压转换单元603。初始电流生成单元601,被配置为接收并根据电流控制信号中的第一部分数据K1,生成初始电流I0。电流镜单元602,电连接初始电流生成单元601,被配置为接收并根据电流控制信号中的第二部分数据K2,将初始电流I0按比例镜像为调整电流I1。电压转换单元603电连接初始电流生成单元602以及对应的一个放大器,被配置为接收调整电流I1,将所述调整电流I1转换为调节电压C1后,将调节电压C1输出给对应放大器的输入端。
在本公开的一些实施例中,参考图8,初始电流生成单元601包括:第一带隙基准电压源BG1、p个第三电阻R31、R32、R33和R34,以及p个第三MOS管M31、M32、M33和M34。
需要说明的是,p和q可以相同,也可以不同。图8仅示例出了p=4且q=4的情况下电流调整单元的电路结构,其并不是对本公开的限制。
其中,p个第三电阻R31、R32、R33和R34依次串联,串联的p个第三电阻的首端(即R31的第一端)电连接第一带隙基准电压源BG1的输出端,串联的p个第三电阻的尾端(即R34的第二端)接地。串联的p个第三电阻的首端的电流为初始电流I0。
其中,每个第三电阻与对应的一个第三MOS管并联;也就是说,第三电阻R31与第三MOS管M31并联,第三电阻R32与第三MOS管M32并联,第三电阻R33与第三MOS管M33并联,第三电阻R34与第三MOS管M34并联。每个第三MOS管的栅极对应接收电流控制信号的一个数据;也就是说,第三MOS管M31的栅极接收电流控制信号的一个数据K<1>,第三MOS管M32的栅极接收电流控制信号的一个数据K<2>,第三MOS管M33的栅极接收电流控制信号的一个数据K<3>,第三MOS管M34的栅极接收电流控制信号的一个数据K<4>。
本公开实施例中,每个第三MOS管可以在其栅极电压的控制下而开启或者关闭。当一个第三MOS管处于开启状态时,则与其并联的第三电阻被短路;当一个第一MOS管处于关闭状态时,则与其并联的第三电阻未被短路。也就是说,电流控制信号K<1>~K<4>可以控制第一带隙基准电压源BG1的输出端与接地之间的电阻值。进而,由于第一带隙基准电压源BG1可以提供稳定的电压,因此,电流控制信号K<1>~K<4>可以控制初始电流I0的大小。
本公开实施例中,p个第三电阻的阻值之比为,因此,第一带隙基准电压源BG1的输出端与接地之间可以有/>种电阻值;相应的,初始电流I0的值可以有/>种。以图8为例,R31:R32:R33:R34=1:2:4:8,则第一带隙基准电压源BG1的输出端与接地之间的电阻值可以为0~15份电阻值(共16种电阻值),步进1份电阻值,其中,1份电阻值为R31的阻值;相应的,初始电流I0的值可以有16种。
在本公开的一些实施例中,参考图8,电流镜单元602包括:第二带隙基准电压源BG2、第四MOS管M41、第五MOS管M51、q个第六MOS管M61、M62、M63和M64,以及,q个第七MOS管M71、M72、M73和M74。
其中,第四MOS管M41的源极和q个第六MOS管M61、M62、M63和M64的源极,均电连接至电源VDD。第四MOS管M41的漏极电连接第五MOS管M51的源极。每个第六MOS管的漏极电连接对应的一个第七MOS管的源极;也就是说,第六MOS管M61的漏极电连接第七MOS管M71的源极,第六MOS管M62的漏极电连接第七MOS管M72的源极,第六MOS管M63的漏极电连接第七MOS管M73的源极,第六MOS管M64的漏极电连接第七MOS管M74的源极。第五MOS管M51的漏极电连接至初始电流生成单元601,第五MOS管M51的漏极电流为初始电流I0。q个第七MOS管M71、M72、M73和M74的漏极,均电连接至电流镜单元的输出端,共同生成调整电流I1。第四MOS管M41的栅极、第五MOS管M51的栅极和q个第六MOS管M61、M62、M63和M64的栅极,均电连接至第二带隙基准电压源BG2的输出端。
本公开实施例中,继续参考图8,每组串联的第六MOS管和第七MOS管(包括M61和M71,M62和M72,M63和M73,M64和M74),与串联的第四MOS管M41和第五MOS管M51构成电流镜。镜像电流I11、I12、I13和I14,分别镜像初始电流I0;其中,镜像电流I11、I12、I13和I14,与初始电流I0的比例关系,则由MOS管的器件尺寸所决定,例如,若第六MOS管M61的器件尺寸与第四MOS管M41相等,且第七MOS管M71的器件尺寸与第五MOS管M51相等,则电流I11与初始电流I0相等。
本公开实施例中,继续参考图8,每个第七MOS管的栅极对应接收电流控制信号的一个数据;也就是说,第七MOS管M71的栅极接收电流控制信号的一个数据K<8>,第七MOS管M72的栅极接收电流控制信号的一个数据K<7>,第七MOS管M73的栅极接收电流控制信号的一个数据K<6>,第七MOS管M74的栅极接收电流控制信号的一个数据K<5>。也就是说,数据K<5>~K<8>中的每个数据,能够分别控制一个第七MOS管的开启或关闭,进而控制一路镜像电流的产生;例如,若数据K<5>控制第七MOS管M74开启,则可以产生镜像电流I14,镜像电流I14可以构成调整电流I1的一部分,反之,则不会产生镜像电流I14。
本公开实施例中,q个第六MOS管的宽长比的比值为,第1个第六MOS管的器件尺寸等于第四MOS管的器件尺寸;q个第七MOS管的宽长比的比值为/>,第1个第七MOS管的器件尺寸等于第五MOS管的器件尺寸。这样,可以生成多种情况的调整电流I1;具体而言,在初始电流I0不改变的情况下,可以生成/>种调整电流I1;而在初始电流I0有/>种的情况下,可以生成/>种调整电流I1。
以图8为例,第六MOS管M61、M62、M63和M64的宽长比的比值为,第六MOS管M61的器件尺寸等于第四MOS管M41的器件尺寸;第七MOS管M71、M72、M73和M74的宽长比的比值为/>,第七MOS管M71的器件尺寸等于第五MOS管M51的器件尺寸。这样,调整电流I1等于镜像电流I11、I12、I13、I14之和,进而,在初始电流I0不改变的情况下,在数据K<5>~K<8>的控制下,可以生成16种情况的调整电流I1。同时,由于在数据K<1>~K<4>的控制下,可以生成16种情况的初始电流I0。因此,在图8示出的电路中,在数据K<1>~K<8>的控制下,可以生成/>种情况的调整电流I1,例如,调整电流I1的变化范围为0~32份电流,步进0.125份电流。
本公开实施例中,如果控制模块采集到的静态电流大于静态电流目标值,则可以改变电流控制信号(包括数据K<1>~K<8>)中至少部分数据的值,从而将调整电流I1减小;相应的,如果控制模块采集到的静态电流小于静态电流目标值,则可以改变电流控制信号(包括数据K<1>~K<8>)中至少部分数据的值,从而将调整电流I1增大。如此调整,直至静态电流达到预设的静态电流目标值。
本公开实施例中,继续参考图8,如果开启第三MOS管M31、M32、M33和M34中的任一个,也即增加处于开启状态的第三MOS管的数量,则初始电流I0会相应地增大。如果开启第七MOS管M71、M72、M73和M74中的任一个,也即增加处于开启状态的第七MOS管的数量,则调整电流I1与初始电流I0的比值会相应增大。综上,通过数据K<1>~K<4>来控制第三MOS管M31、M32、M33和M34的开启和关闭,以及,通过数据K<5>~K<8>来控制第七MOS管M71、M72、M73和M74的开启和关闭,可以控制调整电流I1的大小。
可以理解的是,通过电流控制信号不同数据位的控制,能够产生不同大小的调整电流I1;同时,通过设置特定比例的电元件,可以扩大调整电流I1的取值范围。这样,实现了对放大器的输入晶体管M1的偏置电流的精确调节,也就实现了放大器的输入晶体管M1的栅极电压的精确调节。
在本公开的一些实施例中,参考图8,电流镜单元602还包括:q个第二反相器INV2和q个第一电容C11。其中,每个第二反相器INV2的输入端对应接收电流控制信号的一个数据;每个第二反相器INV2的输出端对应电连接一个第七MOS管(M71、M72、M73和M74中的一个)的栅极;q个第二反相器INV2的电源端,均电连接至电源VDD;q个第二反相器INV2的接地端,均电连接至第二带隙基准电压源BG2的输出端。每个第二反相器INV2的接地端还对应电连接一个第一电容C11的第一端;q个第一电容C11的第二端均接地。
本公开实施例中,参考图8,第二带隙基准电压源BG2和q个第一电容C11为q个第二反相器INV2的接地端提供稳定的电压。q个第二反相器INV2,则将数据K<5>~K<8>反相并驱动后,对应传输至第七MOS管M71、M72、M73和M74的栅极。
本公开实施例中,继续参考图8,每个所述电流调整单元还包括:电压转换单元603。电压转换单元603,电连接对应放大器的输入端,电压转换单元接收调整电流I1,并将调整电流I1转换为调节电压C1后,将调节电压输出给放大器的输入端。在图8中,M1为放大器中的晶体管,起放大作用。调节电压C1输出给晶体管M1的栅极。
继续参考图8,电压转换单元603包括第八晶体管M8、第八电容C8和第八电阻R8。其中,第八晶体管M8的栅极和漏极短接,第八晶体管M8的栅极和漏极电连接调整电流I1的传输路径,第八晶体管M8的源极接地。第八电容C8的第一端电连接调整电流I1的传输路径,第八电容C8的第二端接地。第八电阻R8则接入调整电流I1的传输路径之中,即,调整电流I1经过第八电阻R8而传输至放大器的输入晶体管M1的栅极。其中,第八晶体管M8用于将调整电流I1转换为调节电压C1;第八电容C8和第八电阻R8则用于滤波。
在本公开的一些实施例中,放大器包括:共源放大器、共栅放大器和源级跟随器中的至少一种。放大器为单级结构或多级结构。
图9至图15为本公开实施例提供的放大器的可选的结构示意图。其中,图9和图10示出的电路结构均为共源放大器,图11示出的电路结构为两级共源共栅放大器,图12示出的电路结构为两级共源放大器,图13示出的电路结构为三层共源共栅放大器,图14示出的电路结构为第一级共源共栅+第二级共源放大器,图15示出的电路结构为第一级共源共栅+第二级源极跟随放大器。
图9至图15中还示出了反馈调整单元501,其中,反馈调整单元501的第一端直接电连接放大器的输入晶体管M1的栅极,反馈调整单元501的第二端直接电连接或者间接电连接放大器的输入晶体管M1的漏极。在本公开的一些实施例中,参考图10,反馈调整单元501的第二端直接电连接放大器的输入晶体管M1的漏极。在本公开的另一些实施例中,参考图9、图11至图15,反馈调整单元501的第二端,通过其他电元件,间接电连接放大器的输入晶体管M1的漏极。结合图5和图6,图5和图6中的端点P1和P2分别为图9至图15中反馈调整单元501的第一端和第二端,其中,端点P1电连接输入晶体管M1的栅极,端点P2电连接输入晶体管M1的漏极;或者,端点P2电连接输入晶体管M1的栅极,端点P1电连接输入晶体管M1的漏极。
在图9至图15中,反馈调整单元501包括:可调电阻单元RH和电容单元C。反馈调整单元501电连接于输入晶体管M1的栅极。反馈调整单元501不影响放大器静态电流的调整。
图16至图21为采用本公开实施例提供的射频放大电路进行电流校准(即调整放大模块的静态电流)和增益校准(即调整放大模块的反馈系数)的效果示意图。其中,图16至图18示出了校准前和校准后的增益随频率变化曲线,图19至图21示出了校准前和校准后的输出1dB压缩点(OP1)随频率变化曲线。
参考图16,在进行校准前,不同的温度条件和不同的工艺角(即工艺条件)下,增益随频率变化曲线是发散的,其中,高低温引起的增益差约为5dB,FAST/SLOW工艺角引起的增益差约为2dB。参考图17,在进行了电流校准后,增益随频率变化曲线有所收敛,其中,高低温引起的增益差约为3dB,FAST/SLOW工艺角引起的增益差约为1dB。参考图18,在进行了电流和增益校准后,增益随频率变化曲线进一步收敛,其中,高低温、以及FAST/SLOW工艺角引起的增益差在0.2dB以内。
参考图19,在进行校准前,不同的温度条件和不同的工艺角(即工艺条件)下,OP1随频率变化曲线是发散的,其中,高低温引起的OP1差约为2dB,FAST/SLOW工艺角引起的OP1差约为3dB。参考图20,在进行了电流校准后,OP1随频率变化曲线有所收敛,其中,高低温引起的OP1差约为1.5dB,FAST/SLOW工艺角引起的OP1差约为2dB。参考图21,在进行了电流和增益校准后,OP1随频率变化曲线进一步收敛,其中,高低温、以及FAST/SLOW工艺角引起的OP1差在1.5dB以内。
本公开实施例还提供了一种控制方法,参考图1,控制方法用于对射频放大电路10的静态电流I1进行调整。其中,射频放大电路10包括放大模块101和电流调整模块104。其中,放大模块101被配置为接收第一射频信号RFIN,将第一射频信号RFIN放大并输出为第二射频信号RFOUT;电流调整模块104电连接放大模块101的输入端。
参考图1,控制方法包括:获取在放大模块101的电源端采集的第一电流(即静态电流IQ);将第一电流与一目标电流的比较,根据比较的结果生成电流控制信号K;将电流控制信号K输出给电流调整模块104;其中,电流控制信号K用于电流调整模块104调整放大模块101输入端的电压。
在本公开的一些实施例中,目标电流是根据目标工艺条件和目标温度条件来设置的。
在本公开的一些实施例中,参考图1,控制方法还用于对射频放大电路10的反馈系数进行调整。其中,射频放大电路10还包括反馈调整模块105。其中,反馈调整模块105,被配置为接收并响应于增益控制信号T,调整放大模块101的反馈系数。
参考图1,控制方法还包括:由放大模块101的输出端获取第二射频信号RFOUT;将第二射频信号RFOUT与一目标增益值进行比较,根据比较的结果生成增益控制信号T;将增益控制信号T输出给反馈调整模块105;其中,增益控制信号T用于反馈调整模块105调整放大模块101的反馈系数。
在本公开的一些实施例中,控制方法中,先调整放大模块101输入端的电压,再调整放大模块101的反馈系数。
本公开实施例还提供了一种控制模块,参考图1,控制模块102用于对射频放大电路10的静态电流IQ进行调整。其中,射频放大电路10包括放大模块101和电流调整模块104。其中,放大模块101被配置为接收第一射频信号RFIN,将第一射频信号RFIN放大并输出为第二射频信号RFOUT;电流调整模块104电连接放大模块的栅极。
控制模块102包括:获取单元,被配置为获取在放大模块101的电源端采集的第一电流(即静态电流IQ);比较单元,被配置为将第一电流与一目标电流的比较;控制信号单元,被配置为根据比较的结果,生成电流控制信号K;输出单元,被配置为将电流控制信号K输出给电流调整模块104,其中,电流控制信号K用于电流调整模块104调整放大模块101的栅极电压。
在本公开的一些实施例中,参考图1,控制模块102还用于对射频放大电路10的反馈系数进行调整。其中,射频放大电路10还包括反馈调整模块105。其中,反馈调整模块105,被配置为接收并响应于增益控制信号T,调整放大模块101的反馈系数。
控制模块102中,获取单元,还被配置为由放大模块101的输出端获取第二射频信号RFOUT;比较单元,还被配置为将第二射频信号RFOUT与一目标增益值进行比较;控制信号单元,还被配置为根据比较的结果生成增益控制信号T;输出单元,还被配置为将增益控制信号T输出给反馈调整模块105;其中,增益控制信号T用于反馈调整模块105调整放大模块101的反馈系数。
在本公开的一些实施例中,参考图1,控制模块102,还被配置为先调整放大模块101输入端的电压,再调整放大模块101的反馈系数。
本公开实施例还提供了一种电子设备,如图22所示,电子设备80包括射频放大电路10以及控制模块102。射频放大电路10以及控制模块102包括前述实施例所示出的电路结构。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本公开实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。本公开所提供的几个方法实施例中所揭露的方法,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例。本公开所提供的几个产品实施例中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的产品实施例。本公开所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例或设备实施例。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开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公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种射频放大电路,其特征在于,所述射频放大电路包括:放大模块和电流调整模块;其中,
所述放大模块,被配置为接收第一射频信号,将所述第一射频信号放大并输出为第二射频信号;
所述电流调整模块,电连接所述放大模块的输入端,所述电流调整模块被配置为接收并响应于电流控制信号,调整所述放大模块输入端的电压;其中,所述电流控制信号根据在所述放大模块的电源端采集的第一电流,与一目标电流的比较结果获得。
2.根据权利要求1所述的射频放大电路,其特征在于,
所述放大模块包括:一个放大器,或者级联的n个放大器,n大于等于2;
所述电流调整模块包括:至少一个电流调整单元,其中,所述电流调整单元与所述放大器一一对应,每个所述电流调整单元电连接一个所述放大器的输入端。
3.根据权利要求2所述的射频放大电路,其特征在于,每个所述电流调整单元包括:初始电流生成单元、电流镜单元和电压转换单元;
所述初始电流生成单元,被配置为接收并根据所述电流控制信号中的第一部分数据,生成初始电流;
所述电流镜单元,电连接所述初始电流生成单元,被配置为接收并根据所述电流控制信号中的第二部分数据,将所述初始电流按比例镜像为调整电流;
所述电压转换单元,电连接对应所述放大器的输入端,所述电压转换单元接收所述调整电流,并将所述调整电流转换为调节电压后,将所述调节电压输出给所述放大器的输入端。
4.根据权利要求3所述的射频放大电路,其特征在于,所述初始电流生成单元包括:第一带隙基准电压源、p个第三电阻和p个第三MOS管;p大于等于2;
p个所述第三电阻依次串联,串联的p个所述第三电阻的首端电连接所述第一带隙基准电压源的输出端,串联的p个所述第三电阻的尾端接地;串联的p个所述第三电阻的首端的电流为所述初始电流;
每个所述第三电阻与对应的一个所述第三MOS管并联;每个所述第三MOS管的栅极对应接收所述电流控制信号的一个数据;
p个所述第三电阻的阻值之比为。
5.根据权利要求3所述的射频放大电路,其特征在于,所述电流镜单元包括:第二带隙基准电压源、第四MOS管、第五MOS管、q个第六MOS管和q个第七MOS管;q大于等于2;
所述第四MOS管的源极和q个所述第六MOS管的源极,均电连接至电源;
所述第四MOS管的漏极电连接所述第五MOS管的源极;每个所述第六MOS管的漏极电连接对应的一个所述第七MOS管的源极;
所述第五MOS管的漏极电连接至所述初始电流生成单元;所述第五MOS管的漏极电流为所述初始电流;
q个所述第七MOS管的漏极,均电连接至所述电流镜单元的输出端,共同生成所述调整电流;
所述第四MOS管的栅极、所述第五MOS管的栅极和q个所述第六MOS管的栅极,均电连接至所述第二带隙基准电压源的输出端;
每个所述第七MOS管的栅极对应接收所述电流控制信号的一个数据;
其中,q个所述第六MOS管的宽长比的比值为,第1个所述第六MOS管的器件尺寸等于所述第四MOS管的器件尺寸;q个所述第七MOS管的宽长比的比值为,第1个所述第七MOS管的器件尺寸等于所述第五MOS管的器件尺寸。
6.根据权利要求5所述的射频放大电路,其特征在于,所述电流镜单元还包括:q个第二反相器和q个第一电容;
每个所述第二反相器的输入端对应接收所述电流控制信号的一个数据;每个所述第二反相器的输出端对应电连接一个所述第七MOS管的栅极;q个所述第二反相器的电源端,均电连接至所述电源;q个所述第二反相器的接地端,均电连接至所述第二带隙基准电压源的输出端;
每个所述第二反相器的接地端还对应电连接一个第一电容的第一端;q个所述第一电容的第二端均接地。
7.根据权利要求1至6中任一所述的射频放大电路,其特征在于,所述射频放大电路还包括:
反馈调整模块,电连接所述放大模块,被配置为接收并响应于增益控制信号,调整所述放大模块的反馈系数;其中,所述增益控制信号是根据第一增益与一目标增益值的比较结果而获得,根据所述第一射频信号和所述第二射频信号获得所述第一增益。
8.根据权利要求7所述的射频放大电路,其特征在于,所述放大模块包括:级联的n个放大器;所述反馈调整模块包括:n个反馈调整单元,其中,n大于等于2,所述反馈调整单元被配置为调整对应所述放大器的反馈系数;每个所述反馈调整单元包括:串联的可调电阻单元和电容单元;
所述可调电阻单元,被配置为受控于所述增益控制信号,调整自身阻值;
所述反馈调整单元的第一端电连接对应所述放大器中输入晶体管的栅极;所述反馈调整单元的第二端电连接对应所述放大器中输入晶体管的漏极。
9.根据权利要求8所述的射频放大电路,其特征在于,所述可调电阻单元包括:i个第一电阻和i个第一MOS管;i大于等于2;
i个所述第一电阻依次串联;每个所述第一电阻与对应的一个所述第一MOS管并联;每个所述第一MOS管的栅极对应接收所述增益控制信号的一个数据;
i个所述第一电阻的阻值之比为;
或者,
所述可调电阻单元还包括:j个第二电阻和j个第二MOS管;j大于等于2;
j个所述第二电阻相互并联;每个所述第二电阻与对应的一个所述第二MOS管串联;每个所述第二MOS管的栅极对应接收所述增益控制信号的一个数据;
j个所述第二电阻的阻值之比为。
10.根据权利要求7所述的射频放大电路,其特征在于,先调整所述放大模块输入端的电压,再调整所述放大模块的反馈系数。
11.一种控制方法,其特征在于,用于对射频放大电路的静态电流进行调整,其中,所述射频放大电路包括放大模块和电流调整模块;其中,所述放大模块被配置为接收第一射频信号,将所述第一射频信号放大并输出为第二射频信号;所述电流调整模块电连接所述放大模块的输入端;所述控制方法包括:
获取在所述放大模块的电源端采集的第一电流;
将所述第一电流与一目标电流进行比较;
根据比较的结果生成电流控制信号;
将所述电流控制信号输出给所述电流调整模块;其中,所述电流控制信号用于控制所述电流调整模块调整所述放大模块输入端的电压。
12.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还用于对射频放大电路的反馈系数进行调整,其中,所述射频放大电路还包括反馈调整模块;其中,所述反馈调整模块,被配置为接收并响应于增益控制信号,调整所述放大模块的反馈系数;所述控制方法还包括:
由所述放大模块的输出端获取第二射频信号;
根据第一射频信号和所述第二射频信号获得一第一增益,并将所述第一增益与一目标增益值进行比较;
根据比较的结果生成增益控制信号;
将所述增益控制信号输出给所述反馈调整模块;其中,所述增益控制信号用于控制所述反馈调整模块调整所述放大模块的反馈系数。
13.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,先调整所述放大模块输入端的电压,再调整所述放大模块的反馈系数。
14.根据权利要求12所述的控制方法,其特征在于,所述目标增益值是根据目标工艺条件和目标温度条件来设置的。
15.根据权利要求11至14中任一所述的控制方法,其特征在于,所述目标电流是根据目标工艺条件和目标温度条件来设置的。
16.一种控制模块,其特征在于,用于对射频放大电路的静态电流进行调整,其中,所述射频放大电路包括放大模块和电流调整模块;其中,所述放大模块被配置为接收第一射频信号,将所述第一射频信号放大并输出为第二射频信号;所述电流调整模块电连接所述放大模块的栅极;所述控制模块包括:
获取单元,被配置为获取在所述放大模块的电源端采集的第一电流;
比较单元,被配置为将所述第一电流与一目标电流进行比较;
控制信号单元,被配置为根据比较的结果,生成电流控制信号;
输出单元,被配置为将所述电流控制信号输出给所述电流调整模块,其中,所述电流控制信号用于控制所述电流调整模块调整所述放大模块的栅极电压。
17.根据权利要求16所述的控制模块,其特征在于,所述控制模块还用于对射频放大电路的反馈系数进行调整,其中,所述射频放大电路还包括反馈调整模块;其中,所述反馈调整模块,被配置为接收并响应于增益控制信号,调整所述放大模块的反馈系数;
所述获取单元,还被配置为由所述放大模块的输出端获取第二射频信号;
所述比较单元,还被配置为根据第一射频信号和所述第二射频信号获得一第一增益,并将所述第一增益与一目标增益值进行比较;
所述控制信号单元,还被配置为根据比较的结果生成增益控制信号;
所述输出单元,还被配置为将所述增益控制信号输出给所述反馈调整模块;其中,所述增益控制信号用于控制所述反馈调整模块调整所述放大模块的反馈系数。
18.根据权利要求17所述的控制模块,其特征在于,所述目标增益值是根据目标工艺条件和目标温度条件来设置的。
19.根据权利要求17所述的控制模块,其特征在于,所述控制模块,还被配置为先调整所述放大模块输入端的电压,再调整所述放大模块的反馈系数。
20.根据权利要求16至19中任一所述的控制模块,其特征在于,所述目标电流是根据目标工艺条件和目标温度条件来设置的。
21.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
如权利要求1至10任一项所述的射频放大电路,以及,
如权利要求16至20任一项所述的控制模块。
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