CN117478086A - 可变增益放大器及通信设备 - Google Patents

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CN117478086A
CN117478086A CN202311461093.3A CN202311461093A CN117478086A CN 117478086 A CN117478086 A CN 117478086A CN 202311461093 A CN202311461093 A CN 202311461093A CN 117478086 A CN117478086 A CN 117478086A
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CN202311461093.3A
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谢丰波
商松泉
劳之豪
向涛
王德方
王铭
彭小明
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Aluksen Optoelectronics Co ltd
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Aluksen Optoelectronics Co ltd
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    • H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers without distortion of the input signal
    • H03G3/20—Automatic control
    • H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices

Abstract

本申请提供了一种可变增益放大器及通信设备，上述可变增益放大器包括第一增益输出单元、第二增益输出单元、第一输入单元、第二输入单元、第一隔离单元、第二隔离单元、第一电流源单元、第二电流源单元和连接单元。第一增益输出单元、第一输入单元、第一隔离单元和第一电流源单元依次电连接，第二增益输出单元、第二输入单元、第二隔离单元和第二电流源单元依次电连接，连接单元的第一端分别与第一输入单元和第一隔离单元电连接，连接单元的第二端分别与第二输入单元和第二隔离单元电连接，第一隔离单元分别与第一电流源单元、第二隔离单元和第二电流源单元电连接。本申请中的可变增益放大器可以增大AC响应的可调范围和输入共模电平的可变范围。

Description

可变增益放大器及通信设备
技术领域
本申请属于可变增益放大器技术领域，尤其涉及一种可变增益放大器及通信设备。
背景技术
可变增益放大器(Variable Gain Amplifier，VGA)是一种增益倍数取决于调节信号的电压的放大器，可以对输入信号的波形进行放大，广泛应用于通信设备。但是，现有的VGA结构中，电流源的寄生电容会对VGA的带宽的可调范围产生影响，在总电容(第一电容加寄生电容)不变的情况下，现有的VGA结构由于电流源的寄生电容导致VGA的带宽可调范围变小。
发明内容
本申请实施例提供了一种可变增益放大器及通信设备，可以解决现有的VGA结构由于电流源的寄生电容导致VGA的带宽可调范围变小的问题；同时增加VGA输入共模电平的可变范围。
第一方面，本申请实施例提供了一种可变增益放大器，包括第一增益输出单元、第二增益输出单元、第一输入单元、第二输入单元、第一隔离单元、第二隔离单元、第一电流源单元、第二电流源单元和连接单元，所述第一增益输出单元、所述第一输入单元、所述第一隔离单元和所述第一电流源单元依次电连接，所述第二增益输出单元、所述第二输入单元、所述第二隔离单元和所述第二电流源单元依次电连接，所述连接单元的第一端分别与所述第一输入单元和所述第一隔离单元电连接，所述连接单元的第二端分别与所述第二输入单元和所述第二隔离单元电连接，所述第一隔离单元分别与所述第一电流源单元、所述第二隔离单元和所述第二电流源单元电连接，所述第一增益输出单元和所述第二增益输出单元均用于与供电电源电连接；
所述第一电流源单元用于提供第一直流偏置电流，所述第一输入单元用于根据接收的第一输入信号调制第一增益输出单元的输入电流，所述第一增益输出单元用于根据接收的第一偏置电压和第二偏置电压对所述第一输入单元的输出电流进行调节分配，并输出第一增益电压，所述第一隔离单元用于隔离所述第一输入单元和所述第一电流源单元；
所述第二电流源单元用于提供第二直流偏置电流，所述第二输入单元用于根据接收的第二输入信号调制第二增益输出单元的输入电流，所述第二增益输出单元用于根据接收的所述第一偏置电压和所述第二偏置电压对所述第二输入单元的输出电流进行调节分配，并输出第二增益电压，所述第二隔离单元用于隔离所述第二输入单元和所述第二电流源单元；
所述连接单元用于连通所述第一输入单元和所述第二输入单元。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一隔离单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端分别与所述第一输入单元和所述连接单元的第一端电连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一电流源单元、所述第二电流源单元和所述第二隔离单元电连接；
所述第二隔离单元包括第二电阻，所述第二电阻的第一端分别与所述第二输入单元和所述连接单元的第二端电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第二电流源单元、所述第一电流源单元和所述第一隔离单元电连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一增益输出单元包括第一三极管、第二三极管和第三电阻；所述第三电阻的第一端和所述第二三极管的集电极均用于与所述供电电源电连接，所述第二三极管的基极用于接收所述第一偏置电压，所述第二三极管的发射极分别与所述第一三极管的发射极和所述第一输入单元电连接，所述第一三极管的基极用于接收所述第二偏置电压，所述第一三极管的集电极作为所述第一增益输出单元的输出端，与所述第三电阻的第二端电连接；
所述第二增益输出单元包括第三三极管、第四三极管和第四电阻；所述第四电阻的第一端和所述第三三极管的集电极均用于与所述供电电源电连接，所述第三三极管的基极用于接收所述第一偏置电压，所述第三三极管的发射极分别与所述第四三极管的发射极和所述第二输入单元电连接，所述第四三极管的基极用于接收所述第二偏置电压，所述第四三极管的集电极作为所述第二增益输出单元的输出端，与所述第四电阻的第二端电连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一输入单元包括第五三极管，所述第五三极管的基极用于接收所述第一输入信号，所述第五三极管的集电极与所述第一增益输出单元电连接，所述第五三极管的发射极分别与所述第一隔离单元和所述连接单元的第一端电连接；
所述第二输入单元包括第六三极管，所述第六三极管的基极用于接收所述第二输入信号，所述第六三极管的集电极与所述第二增益输出单元电连接，所述第六三极管的发射极分别与所述第二隔离单元和所述连接单元的第二端电连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一电流源单元包括第一电流源，所述第一电流源的第一端分别与所述第一隔离单元、所述第二隔离单元和所述第二电流源单元电连接，所述第一电流源的第二端接地；
所述第二电流源单元包括第二电流源，所述第二电流源的第一端分别与所述第二隔离单元、所述第一隔离单元和所述第一电流源单元电连接，所述第二电流源的第二端接地。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述连接单元包括第一电容，所述第一电容的第一端分别与所述第一输入单元和所述第一隔离单元电连接，所述第一电容的第二端分别与所述第二输入单元和所述第二隔离单元电连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述可变增益放大器还包括反馈单元和基准单元，所述反馈单元分别与所述第一隔离单元、所述第二隔离单元、所述第一电流源单元、所述第二电流源单元和所述基准单元电连接；
所述基准单元用于提供基准电压，所述反馈单元用于根据节点电压和所述基准电压输出反馈电压信号，其中，所述节点电压为所述第一隔离单元和所述第一电流源单元连接点的电压。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述反馈单元包括放大器，所述放大器的正向输入端与所述基准单元电连接，所述放大器的反向输入端分别与所述第一隔离单元、所述第一电流源单元、所述第二隔离单元和所述第二电流源单元电连接，所述放大器的输出端分别与所述基准单元、所述第一电流源单元和所述第二电流源单元电连接。
在第一方面的一种可能的实现方式中，所述基准单元包括第三电流源和第一MOS管，所述第一MOS管的漏极分别与所述第三电流源和所述反馈单元电连接，所述第一MOS管的栅极与所述反馈单元电连接，所述第一MOS管的源极接地。
在第二方面，本申请实施例提供了一种通信设备，包括第一方面任一项所述的可变增益放大器。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
本申请实施例提供的可变增益放大器，包括第一增益输出单元、第二增益输出单元、第一输入单元、第二输入单元、第一隔离单元、第二隔离单元、第一电流源单元、第二电流源单元和连接单元，第一增益输出单元、第一输入单元、第一隔离单元和第一电流源单元依次电连接，第二增益输出单元、第二输入单元、第二隔离单元和第二电流源单元依次电连接，连接单元的第一端分别与第一输入单元和第一隔离单元电连接，连接单元的第二端分别与第二输入单元和第二隔离单元电连接，第一隔离单元分别与第一电流源单元、第二隔离单元和第二电流源单元电连接，第一增益输出单元和第二增益输出单元均用于与供电电源电连接。
相较于现有的可变增益放大器，本申请实施例提供的可变增益放大器中增设第一隔离单元和第二隔离单元，并采用第一隔离单元将第一输入单元和第一电流源单元隔离，从而使第一电流源单元和第一输入单元不直接连接，且第一隔离单元和第二隔离单元连接，可以减小第一电流源单元的寄生电容对VGA的AC响应的可调范围造成影响。同理，采用第二隔离单元将第二输入单元和第二电流源单元隔离，从而使第二电流源单元和第二输入单元不直接连接，可以减小第二电流源单元的寄生电容对VGA的AC响应的可调范围造成影响。由此可知，在总电容(连接单元中的电容加寄生电容)不变的情况下，本申请提供的VGA结构可以解决现有的VGA结构由于电流源的寄生电容导致VGA的AC响应的可调范围变小的问题，增大VGA的AC响应的可调范围。且第一电流源和第二电流源的漏端电压(VS)在正常工作时基本保持不变，从而第一电流源和第二电流源的稳定性和精确性有极大的提高。
可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是现有的可变增益放大器的电路连接示意图；
图2是现有的另一可变增益放大器的电路连接示意图；
图3是本申请一实施例提供的可变增益放大器的原理框图；
图4是本申请一实施例提供的可变增益放大器的电路连接示意图；
图5是本申请另一实施例提供的可变增益放大器的电路连接示意图。
图中：10、可变增益放大器；101、第一增益输出单元；102、第二增益输出单元；103、第一输入单元；104、第二输入单元；105、第一隔离单元；106、第二隔离单元；107、第一电流源单元；108、第二电流源单元；109、连接单元；110、反馈单元；111、基准单元。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当…时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
如图1或图2所示，现有的可变增益放大器主要包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一三极管T1、第二三极管T2、第三三极管T3、第四三极管T4、第五三极管T5、第六三极管T6、第一电容C1、第一电流源Isource1和第二电流源Isource2。第五三极管T5的发射极的最大电容值和最小电容值决定了VGA的AC响应的调节范围，第一电容C1和第一电流源Isource1均连接在第五三极管T5的发射极，由于电流源(第一电流源Isource1和第二电流源Isource2)的寄生电容会对VGA的AC响应的可调范围产生影响，在总电容(第一电容C1加寄生电容)不变的情况下，现有的VGA结构由于电流源的寄生电容导致VGA的AC响应的可调范围变小；且第一电流源Isource1和第二电流源Isource2的漏端电压变化范围大，特别是在第五三极管T5和第六三极管T6的基极输入共模电平比较低时，电流源的稳定性和精确性变差。
基于上述问题，本申请实施例提供的可变增益放大器，包括第一增益输出单元、第二增益输出单元、第一输入单元、第二输入单元、第一隔离单元、第二隔离单元、第一电流源单元、第二电流源单元和连接单元，第一增益输出单元、第一输入单元、第一隔离单元和第一电流源单元依次电连接，第二增益输出单元、第二输入单元、第二隔离单元和第二电流源单元依次电连接，连接单元的第一端分别与第一输入单元和第一隔离单元电连接，连接单元的第二端分别与第二输入单元和第二隔离单元电连接，第一隔离单元分别与第一电流源单元、第二隔离单元和第二电流源单元电连接，第一增益输出单元和第二增益输出单元均用于与供电电源电连接。
相较于现有的可变增益放大器，本申请实施例提供的可变增益放大器中增设第一隔离单元和第二隔离单元，并采用第一隔离单元将第一输入单元和第一电流源单元隔离，从而使第一电流源单元和第一输入单元不直接连接，且第一隔离单元和第二隔离单元连接，可以减小第一电流源单元的寄生电容对VGA的AC响应的可调范围造成影响。同理，采用第二隔离单元将第二输入单元和第二电流源单元隔离，从而使第二电流源单元和第二输入单元不直接连接，可以减小第二电流源单元的寄生电容对VGA的AC响应的可调范围造成影响。由此可知，在总电容(连接单元中的电容加寄生电容)不变的情况下，本申请提供的VGA结构可以解决现有的VGA结构由于电流源的寄生电容导致VGA的AC响应的可调范围变小的问题，增大VGA的AC响应的可调范围。且第一电流源和第二电流源的漏端电压(VS)在正常工作时基本保持不变，从而第一电流源和第二电流源的稳定性和精确性有极大的提高。
为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
图3示出了本申请一实施例提供的可变增益放大器10的原理框图。参见图3所示，可变增益放大器10包括第一增益输出单元101、第二增益输出单元102、第一输入单元103、第二输入单元104、第一隔离单元105、第二隔离单元106、第一电流源单元107、第二电流源单元108和连接单元109，第一增益输出单元101、第一输入单元103、第一隔离单元105和第一电流源单元107依次电连接，第二增益输出单元102、第二输入单元104、第二隔离单元106和第二电流源单元108依次电连接，连接单元109的第一端分别与第一输入单元103和第一隔离单元105电连接，连接单元109的第二端分别与第二输入单元104和第二隔离单元106电连接，第一隔离单元105分别与第一电流源单元107、第二隔离单元106和第二电流源单元108电连接，第一增益输出单元101和第二增益输出单元102均用于与供电电源VDD电连接。
具体的，第一电流源单元107用于提供第一直流偏置电流，第一输入单元103用于根据接收的第一输入信号INA调制第一增益输出单元101的输入电流，第一增益输出单元101用于根据接收的第一偏置电压Vbias1和第二偏置电压Vbias2对第一输入单元的输出电流进行调节，并输出第一增益电压，第一隔离单元105用于隔离第一输入单元103和第一电流源单元107。第二电流源单元108用于提供第二直流偏置电流，第二输入单元104用于根据接收的第二输入信号INB调制第二增益输出单元102的输入电流，第二增益输出单元102用于根据接收的第一偏置电压Vbias1和第二偏置电压Vbias2对第二输入单元的输出电流进行调节，并输出第二增益电压，第二隔离单元106用于隔离第二输入单元104和第二电流源单元108。连接单元109用于连通第一输入单元103和第二输入单元104。
相较于现有的可变增益放大器10，本申请实施例提供的可变增益放大器10中增设第一隔离单元105和第二隔离单元106，并采用第一隔离单元105将第一输入单元103和第一电流源单元107隔离，从而使第一电流源单元107和第一输入单元103不直接连接，且第一隔离单元105和第二隔离单元106连接，可以减小第一电流源单元107的寄生电容对VGA的AC响应的可调范围造成影响。同理，采用第二隔离单元106将第二输入单元104和第二电流源单元108隔离，从而使第二电流源单元108和第二输入单元104不直接连接，可以减小第二电流源单元108的寄生电容对VGA的AC响应的可调范围造成影响。由此可知，在总电容(连接单元109中的电容加寄生电容)不变的情况下，本申请提供的VGA结构可以解决现有的VGA结构由于电流源的寄生电容导致VGA的AC响应的可调范围变小的问题，增大VGA的AC响应的可调范围。且第一电流源和第二电流源的漏端电压(VS)在正常工作时基本保持不变，从而第一电流源和第二电流源的稳定性和精确性有极大的提高。
需要说明的是，第一增益输出单元101、第一输入单元103、第一隔离单元105和第一电流源单元107构成第一增益放大模块，第二增益输出单元102、第二输入单元104、第二隔离单元106和第二电流源单元108构成第二增益放大模块。连接单元109连接在第一增益放大模块和第二增益放大模块之间。
本申请的一个实施例中，如图4所示，第一隔离单元105包括第一电阻R1，第一电阻R1的第一端分别与第一输入单元103和连接单元109的第一端电连接，第一电阻R1的第二端分别与第一电流源单元107、第二电流源单元108和第二隔离单元106电连接。
第二隔离单元106包括第二电阻R2，第二电阻R2的第一端分别与所第二输入单元104和连接单元109的第二端电连接，第二电阻R2的第二端分别与第二电流源单元108、第一电流源单元107和第一隔离单元105电连接。
具体的，第一电阻R1用于将第一输入单元103和第一电流源单元107隔离，确保第一输入单元103和第一电流源单元107不直接连接，可以减小第一电流源单元107的寄生电容对VGA的AC响应的可调范围造成影响，同时，还可以避免第一输入信号INA变化对第一电流源单元107的影响，确保第一电流源单元107的稳定性。第二电阻R2用于将第二输入单元104和第二电流源单元108隔离，确保第二输入单元104和第二电流源单元108不直接连接，可以减小第二电流源单元108的寄生电容对VGA的AC响应的可调范围造成影响，同时，还可以避免第二输入信号INB对第二电流源单元108的影响，确保第二电流源单元108的稳定性。与此同时，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第二端电连接，此时，VS点AC等效地，第一电流源单元107的寄生电容和第二电流源单元108的寄生电容对于输入单元(第一输入单元103和第二输入单元104)不可见，即可以忽略第一电流源单元107的寄生电容和第二电流源单元108的寄生电容。
需要说明的是，第一电阻R1和第二电阻R2与第一输入单元103和第二输入单元104协同作用还用于根据输入信号调制第一输入单元103的输出电流和第二输入单元104的输出电流。
示例性的，可以设定第一电阻R1的阻值和第二电阻R2的阻值相同，且为现有的可变增益放大器10结构中第三电阻R3阻值的一半。
本申请的一个实施例中，如图4所示，第一增益输出单元101包括第一三极管T1、第二三极管T2和第三电阻R3，第三电阻R3的第一端和第二三极管T2的集电极均用于与供电电源VDD电连接，第二三极管T2的基极用于接收第一偏置电压Vbias1，第二三极管T2的发射极分别与第一三极管T1的发射极和第一输入单元103电连接，第一三极管T1的基极用于接收第二偏置电压Vbias2，第一三极管T1的集电极作为第一增益输出单元101的输出端OUTB，与第三电阻R3的第二端电连接。
第二增益输出单元102包括第三三极管T3、第四三极管T4和第四电阻R4，第四电阻R4的第一端和第三三极管T3的集电极均用于与供电电源VDD电连接，第三三极管T3的基极用于接收第一偏置电压Vbias1，第三三极管T3的发射极分别与第四三极管T4的发射极和第二输入单元104电连接，第四三极管T4的基极用于接收第二偏置电压Vbias2，第四三极管T4的集电极作为第二增益输出单元102的输出端OUTA，与第四电阻R4的第二端电连接。
具体的，第一偏置电压Vbias1和第二偏置电压Vbias2用于控制第一增益输出单元101和第二增益输出单元102的放大增益。第一三极管T1的发射极和第二三极管T2的发射极作为第一增益输出单元101的接收端，用于接收第一输入单元103的输出电流，并根据第一偏置电压Vbias1和第二偏置电压Vbias2对第一输入单元103的输出电流进行调节，并在第三电阻R3上产生第一增益电压，通过第一增益输出单元101的输出端OUTB输出，实现增益控制。第一增益电压、第三电阻R3和供电电源VDD之间的关系为：VOUTB＝VDD-IR3·R3。其中，VOUTB为第一增益电压，IR3为流经第三电阻R3的电流，R3为第三电阻R3的阻值。
第三三极管T3的发射极和第四三极管T4的发射极作为第二增益输出单元102的接收端，用于接收第二输入单元104的输出电流，并根据第一偏置电压Vbias1和第二偏置电压Vbias2对第二输入单元104的输出电流进行调节，并在第四电阻R4上产生第二增益电压，通过第二增益输出单元102的输出端OUTA输出，实现增益控制。第二增益电压、第四电阻R4和供电电源VDD之间的关系为：VOUTA＝VDD-IR4·R4。其中，VOUTA为第二增益电压，IR4为流经第四电阻R4的电流，R4为第四电阻R4的阻值。
示例性的，第一三极管T1、第二三极管T2、第三三极管T3和第四三极管T4的类型均可以选用NPN型，也可以选用PNP三极管或MOS管。
本申请的一个实施例中，如图4所示，第一输入单元103包括第五三极管T5，第五三极管T5的基极用于接收第一输入信号INA，第五三极管T5的集电极与第一增益输出单元101电连接，第五三极管T5的发射极分别与第一隔离单元105和连接单元109的第一端电连接。
第二输入单元104包括第六三极管T6，第六三极管T6的基极用于接收第二输入信号INB，第六三极管T6的集电极与第二增益输出单元102电连接，第六三极管T6的发射极分别与第二隔离单元106和连接单元109的第二端电连接。
具体的，第五三极管T5的基极用于接收第一输入信号INA，并根据第一输入信号INA调节导通电流，从而将输入信号INA转换成电流加载在第一电流源单元107的输出偏置直流上，为第一增益输出单元101提供输入电流，第一增益输出单元101可以对第一增益输出单元101的输入电流进行调节。第六三极管T6的基极用于接收第二输入信号INB，并根据第二输入信号INB调节导通电流，从而将输入信号INB转换成电流加载在第二电流源单元108的输出偏置直流上，为第二增益输出单元102提供输入电流，第二增益输出单元102可以对第二增益输出单元102的输入电流进行调节。
示例性的，第五三极管T5和第六三极管T6的类型均可以选用NPN型，也可以选用PNP三极管或MOS管。
本申请的一个实施例中，如图4所示，第一电流源单元107包括第一电流源Isource1，第一电流源Isource1的第一端分别与第一隔离单元105、第二隔离单元106和第二电流源单元108电连接，第一电流源Isource1的第二端接地。
第二电流源单元108包括第二电流源Isource2，第二电流源Isource2的第一端分别与第二隔离单元106、第一隔离单元105和第一电流源单元107电连接，第二电流源Isource2的第二端接地。
具体的，第一电流源Isource1用于提供恒定的第一直流偏置电流，为第一输入单元103与第一增益输出单元101提供合适的工作状态。其中，第一直流偏置等于流经第三电阻R3的电流与第二三极管T2的电流之和。第二电流源Isource2用于提供恒定的第二直流偏置电流，为第二输入单元104与第二增益输出单元102提供合适的工作状态。其中，第二直流偏置电流等于流经第四电阻R4的电流与第四三极管T4的电流之和。
本申请的一个实施例中，如图4所示，连接单元109包括第一电容C1，第一电容C1的第一端分别与第一输入单元103和第一隔离单元105电连接，第一电容C1的第二端分别与第二输入单元104和第二隔离单元106电连接。
具体的，第一电容C1用于在第一增益放大模块和第二增益放大模块的输入端增加一个负反馈，可以有效提升高频增益，降低高频输入阻抗，拓展整个电路的带宽。
需要说明的是，第一电容C1可以为容量可调节的电容，本申请实施例提供的可变增益放大器10结构的AC响应的可调范围只由第一电容C1的最大值和最小值决定。
本申请的一个实施例中，如图5所示，可变增益放大器10还包括反馈单元110和基准单元111，反馈单元110分别与第一隔离单元105、第二隔离单元106、第一电流源单元107、第二电流源单元108和基准单元111电连接。
具体的，基准单元111用于提供基准电压，并将基准电压传输至反馈单元110。反馈单元110将节点电压(VS)和基准电压进行比较，并输出反馈电压信号VCTRL，用于调节第一直流偏置电流和第二直流偏置电流，保证在非饱和区时仍可以确保第一直流偏置电流和第二直流偏置电流的稳定与精准，减小输入共模电压。
需要说明的是，在某些特殊的应用场景或者电源电压比较低的情况下，VGA的输入共模电压需要尽可能的低，给其他电路留有足够的工作电压空间，以使整体电路工作在一个合适状态。
需要说明的是，本申请实施例提供的可变增益放大器10中由于VS端在正常工作时，VS电压因为对称性变化很小，可以实现电流源电流的稳定。
需要说明的是，第一电流源单元107中的第一电流源Isource1和第二电流源单元108中的第二电流源Isource2均可以由MOS管代替，即MOS管的漏极连接第一电阻R1的第二端和反馈单元110，MOS管的源极接地，MOS管的栅极连接反馈单元110的输出端。由于MOS管工作在饱和区需要一定的饱和电压，若输入至MOS管的电压低于饱和电压，流经MOS管的电流会随漏极电压的变化较大，很难确保电流稳定。因此，通过增设反馈单元110和基准单元111，可以根据MOS管漏极的电压和基准电压实时调整输入至MOS管栅极的电压，从而使流经MOS管的电流稳定，即在MOS管处于非饱和区(可以为线性区)时，可以使流经MOS管的电流稳定，从而减小输入共模电压。相较于现有的可变增益放大器结构电流源(MOS管)漏极电压变化很大，在漏极电压小于预设值时，流经电流源(MOS管)的电流不稳定。本申请实施例提供的可变增益放大器10可以在MOS管处于非饱和区时，使流经MOS管的电流稳定，减小漏极所需的电压。
示例性的，MOS管可以选取N型MOS管。
本申请的一个实施例中，如图5所示，反馈单元110包括放大器U1，放大器U1的正向输入端与基准单元111电连接，放大器U1的反向输入端分别与第一隔离单元105、第一电流源单元107、第二隔离单元106和第二电流源单元108电连接，放大器U1的输出端分别与基准单元111、第一电流源单元107和第二电流源单元108电连接。
具体的，放大器U1根据接收的基准电压和MOS管的漏极电压输出反馈电压信号VCTRL，反馈电压信号VCTRL用于控制MOS管的栅极，这样设计即使MOS管漏极电压很小，MOS管工作在非饱和区，也可以确保流经MOS管的电流的稳定，大大减小了MOS管漏极所需的电压，从而减小输入共模电压。
本申请的一个实施例中，如图5所示，基准单元111包括第三电流源Isource3和第一MOS管Q1，第一MOS管Q1的漏极分别与第三电流源Isource3和反馈单元110电连接，第一MOS管Q1的栅极与反馈单元110电连接，第一MOS管Q1的源极接地。
具体的，第三电流源Isource3与第一MOS管协同作用用于提供基准电压。基准电压是一个稳定的参考电压，用于参与放大器U1的运算和控制电路。第一MOS管Q1在基准单元111中起到连接和控制的作用。第一MOS管Q1可以根据反馈单元110输出的反馈电压信号VCTRL调节自身的跨阻，从而控制基准电压的输出。通过控制第一MOS管Q1的跨阻，可以实现对基准电压的精确控制和调节，提高基准电压的稳定性和准确性。
示例性的，第一MOS管Q1可以选取N型MOS管。
本申请还公开了一种通信设备，包括上述的可变增益放大器10，通信设备采用上述可变增益放大器10可以解决现有的VGA结构由于电流源的寄生电容导致VGA的AC响应的可调范围变小的问题，增大VGA的AC响应的可调范围。通过降低电流源的最小合理工作电压，降低了输入共模电平的最小值，增加了输入共模电平的变化范围，使VGA电路能适用更多场景。
由于本实施例中通信设备所实现的处理及功能基本相应于前述可变增益放大器的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
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)

1.一种可变增益放大器，其特征在于，包括第一增益输出单元、第二增益输出单元、第一输入单元、第二输入单元、第一隔离单元、第二隔离单元、第一电流源单元、第二电流源单元和连接单元，所述第一增益输出单元、所述第一输入单元、所述第一隔离单元和所述第一电流源单元依次电连接，所述第二增益输出单元、所述第二输入单元、所述第二隔离单元和所述第二电流源单元依次电连接，所述连接单元的第一端分别与所述第一输入单元和所述第一隔离单元电连接，所述连接单元的第二端分别与所述第二输入单元和所述第二隔离单元电连接，所述第一隔离单元分别与所述第一电流源单元、所述第二隔离单元和所述第二电流源单元电连接，所述第一增益输出单元和所述第二增益输出单元均用于与供电电源电连接；
所述第一电流源单元用于提供第一直流偏置电流，所述第一输入单元用于根据接收的第一输入信号调制第一增益输出单元的输入电流，所述第一增益输出单元用于根据接收的第一偏置电压和第二偏置电压对所述第一输入单元的输出电流进行调节分配，并输出第一增益电压，所述第一隔离单元用于隔离所述第一输入单元和所述第一电流源单元；
所述第二电流源单元用于提供第二直流偏置电流，所述第二输入单元用于根据接收的第二输入信号调制第二增益输出单元的输入电流，所述第二增益输出单元用于根据接收的所述第一偏置电压和所述第二偏置电压对所述第二输入单元的输出电流进行调节分配，并输出第二增益电压，所述第二隔离单元用于隔离所述第二输入单元和所述第二电流源单元；
所述连接单元用于连通所述第一输入单元和所述第二输入单元。
2.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述第一隔离单元包括第一电阻，所述第一电阻的第一端分别与所述第一输入单元和所述连接单元的第一端电连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一电流源单元、所述第二电流源单元和所述第二隔离单元电连接；
所述第二隔离单元包括第二电阻，所述第二电阻的第一端分别与所述第二输入单元和所述连接单元的第二端电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第二电流源单元、所述第一电流源单元和所述第一隔离单元电连接。
3.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述第一增益输出单元包括第一三极管、第二三极管和第三电阻；所述第三电阻的第一端和所述第二三极管的集电极均用于与所述供电电源电连接，所述第二三极管的基极用于接收所述第一偏置电压，所述第二三极管的发射极分别与所述第一三极管的发射极和所述第一输入单元电连接，所述第一三极管的基极用于接收所述第二偏置电压，所述第一三极管的集电极作为所述第一增益输出单元的输出端，与所述第三电阻的第二端电连接；
所述第二增益输出单元包括第三三极管、第四三极管和第四电阻；所述第四电阻的第一端和所述第三三极管的集电极均用于与所述供电电源电连接，所述第三三极管的基极用于接收所述第一偏置电压，所述第三三极管的发射极分别与所述第四三极管的发射极和所述第二输入单元电连接，所述第四三极管的基极用于接收所述第二偏置电压，所述第四三极管的集电极作为所述第二增益输出单元的输出端，与所述第四电阻的第二端电连接。
4.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述第一输入单元包括第五三极管，所述第五三极管的基极用于接收所述第一输入信号，所述第五三极管的集电极与所述第一增益输出单元电连接，所述第五三极管的发射极分别与所述第一隔离单元和所述连接单元的第一端电连接；
所述第二输入单元包括第六三极管，所述第六三极管的基极用于接收所述第二输入信号，所述第六三极管的集电极与所述第二增益输出单元电连接，所述第六三极管的发射极分别与所述第二隔离单元和所述连接单元的第二端电连接。
5.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述第一电流源单元包括第一电流源，所述第一电流源的第一端分别与所述第一隔离单元、所述第二隔离单元和所述第二电流源单元电连接，所述第一电流源的第二端接地；
所述第二电流源单元包括第二电流源，所述第二电流源的第一端分别与所述第二隔离单元、所述第一隔离单元和所述第一电流源单元电连接，所述第二电流源的第二端接地。
6.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述连接单元包括第一电容，所述第一电容的第一端分别与所述第一输入单元和所述第一隔离单元电连接，所述第一电容的第二端分别与所述第二输入单元和所述第二隔离单元电连接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的可变增益放大器，其特征在于，所述可变增益放大器还包括反馈单元和基准单元，所述反馈单元分别与所述第一隔离单元、所述第二隔离单元、所述第一电流源单元、所述第二电流源单元和所述基准单元电连接；
所述基准单元用于提供基准电压，所述反馈单元用于根据节点电压和所述基准电压输出反馈电压信号，其中，所述节点电压为所述第一隔离单元和所述第一电流源单元连接点的电压。
8.根据权利要求7所述的可变增益放大器，其特征在于，所述反馈单元包括放大器，所述放大器的正向输入端与所述基准单元电连接，所述放大器的反向输入端分别与所述第一隔离单元、所述第一电流源单元、所述第二隔离单元和所述第二电流源单元电连接，所述放大器的输出端分别与所述基准单元、所述第一电流源单元和所述第二电流源单元电连接。
9.根据权利要求7所述的可变增益放大器，其特征在于，所述基准单元包括第三电流源和第一MOS管，所述第一MOS管的漏极分别与所述第三电流源和所述反馈单元电连接，所述第一MOS管的栅极与所述反馈单元的输出电连接，所述第一MOS管的源极接地。
10.一种通信设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的可变增益放大器。
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