CN1391419A - 自动增益控制电路的温度补偿电路 - Google Patents
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Abstract
自动增益控制(AGC)电路的温度补偿电路，包括低噪声放大器(LNA)，用于放大接收到的射频(RF)信号；衰减控制单元，通过检测放大的RF信号来生成衰减控制信号PIN二极管衰减器，用于通过由衰减控制信号驱动PIN二极管来衰减输入到LNA中的RF信号；以及温度补偿单元，用于根据温度变化而补偿PIN二极管衰减量的变化，利用额外的具有同PNI二极管衰减器中的PIN二极管同样温度特性的PIN二极管，可以补偿因为温度变化而引起的PIN二极管间的电压变化。
Description
发明领域
本发明涉及移动通信终端的自动增益控制(AGC)电路，特别涉及用于补偿AGC电路的温度的电路。
背景技术
通常，当接收信号很强时，终端和基站进行增益控制以防止接收通道饱和。这时，有很多设计增益控制电路的方法。例如，有一种采用AGC放大器的方法，这种放大器可以作为双工机后的低噪声放大器(LNA)进行增益控制。另外，也有在LNA之后使用AGC放大器和在LNA的前端使用衰减器的方法。
图1所示是一个使用PIN衰减器的常规AGC电路
如图1所示，传统的AGC电路包括：双工机10，用于分离通过天线接收的射频(RF)信号；PIN二极管衰减器20，用于衰减被双工机10分离的射频信号；LNA 30，对PIN二极管衰减器的输出信号进行低噪声放大；以及衰减控制单元40，通过检测被LNA 30放大的RF信号RFout来向PIN二极管衰减器20输出衰减控制信号。
PIN二极管衰减器20包括电容器C1和C2，它们串连地连接在双工机10和LNA 30之间；电阻R1和PIN二极管PIN1，它们串连地连接在运算放大器40的输出端和电容器C2之间；PIN二极管PIN2，电阻R2和电容器C3，它们并联地连接在电容器C1和地之间。这里，电感器(L2)把第二PIN二极管PIN2的输出信号旁接到地。
衰减控制单元40包括：增益控制单元41，通过检测在LNA 30中放大的RF信号RFout来生成增益控制信号AGC_cont；以及运算放大器42，通过放大从增益控制单元41输出的增益控制信号AGC_cont来输出衰减控制信号。这里，电感器(L1)阻止流入运算放大器42的交流成分。
以下说明具有上述结构的传统AGC电路的操作。
双工机10通过天线接收射频(RF)信号并且通过电容器C1和C2将接收到的RF信号输出到LNA 30。LNA 30根据增益控制信号AGC_cont放大从双工机10输出的RF信号。此时，因为通过天线接收的RF信号是通过一个多路通道接收的，这样接收到的RF信号会因为多路通道的信号重迭而变得高一些或者低一些。如果接收到的RF信号的接收电平不均匀，在LNA 30中放大时接收到的RF信号的电平需要适当的衰减，因为RF信号的电平变化和误差的效果都变大了。
衰减控制单元40的增益控制单元41比较从LNA 30输出的RF信号RFout电平和参考电平，并且输出增益控制信号AGC_cont；而运算放大器则根据增益控制信号AGC_cont输出衰减控制信号，以维持输入到LNA 30的RF信号的电平一致。
因此，PIN二极管衰减器20根据从衰减控制单元40输出的衰减控制信号来衰减输入到LNA30的RF信号，而且RF信号的衰减量取决于输入到PIN二极管PIN1和PIN2的衰减控制信号的电平，如图2A所示。也就是说，当根据增益控制信号AGC_cont从OP放大器输出的衰减控制信号电平提高时，流入PIN二极管PIN1和PIN2的电流变大；而当电流增加时，PIN二极管PIN1和PIN2的内阻减小。这样，RF信号的衰减量变大。
通过组建电路进行的一个实验的结果，当增益控制信号AGC_cont改变1.6V时，产生了12.5dB的衰减。这个量意味着每毫伏可产生0.7dB的衰减。另外，衰减量的范围可以通过改变电阻R1和R2来调节。通常，设计成当常规最大增益控制信号AGC_cont最大时，LNA 30的衰减和增益同样地发生。
在使用PIN二极管的衰减器中，当环境温度变化时，PIN二极管的内阻也发生变化。也就是，PIN二极管PIN1和PIN2的电阻在温度高的时候增大，而在温度低的时候减小。从而，当温度变化时，流经PIN二极管PIN1和PIN2的电压量，也就是电流量变化，如图2B所示。作为组建电路的实验结果，节点A和地之间的电压的变化率为5.2mv/℃。这时，电容器C3具有滤除直流成分的作用。
因此，当温度从+60℃变化到-30℃时，流入PIN二极管PIN1和PIN2的电流量的变化使得节点A和地之间的电压变化0.47V，而这一值转化成3.2dB的衰减量。也就是，在测试温度的时候，最高温度和最低温度的衰减量差异有3.2dB。
如上所述，通常，因为PIN二极管的内阻随着AGC电路周围环境温度的变化而变化，PIN二极管衰减器的衰减量也变化，从而无法正确控制RF信号的增益。
发明内容
因此，本发明的一个目的是在包括PIN二极管的AGC电路中提供一种为自动增益控制(AGC)电路进行温度补偿的电路，其能够补偿由温度引起的PIN二极管的衰减变化量。
本发明的另一个实施例是提供一种具有温度补偿功能的PIN二极管衰减器，能够补偿因为温度变化而引起的PIN二极管特性的变化。
为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，正如在此作为实施例并加以详细描述的，提供了一种能为AGC进行温度补偿的电路，包括低噪声放大器(LNA)，用于放大接收到的射频信号(RF)；衰减控制单元，通过检测放大的RF信号来生成衰减控制信号；PIN二极管衰减器，通过衰减控制信号来驱动PIN二极管，从而衰减输入到LNA中的RF信号；以及温度补偿单元，用于根据温度的变化来补偿PIN二极管的衰减量的变化。
为了实现这些和其它优点，根据本发明的目的，正如在此作为实施例并加以详细描述的，在AGC电路中提供了一种具有温度补偿功能的PIN二极管衰减器，其中LNA用于放大在双工机中分离的RF信号，而衰减器通过检测从LNA输出的RF信号来生成衰减控制信号，所述PIN二极管衰减器包括接收衰减控制信号的第一电阻；第一PIN二极管，它的负极连接在第一电阻上，而正极则连接在LNA的输入端；第二PIN二极管，负极接在LNA的输入端；第二电阻，连接在第二PIN二极管的正极和第一节点之间；第三电容器，连接在第一节点和地之间；以及温度补偿单元，用于根据温度变化补偿第一和第二PIN二极管的电压变化。
由以下对本发明的详细说明，结合附图，可以更清楚地理解本发明上述和其它的目的、特征、方面和优点。
附图说明
附图帮助更好地理解本发明，并在此结合构成说明书的一部分，附图显示了本发明的实施例，并与说明书一起解释本发明的原理。
附图中：
图1显示了包含常规PIN二极管的AGC电路的组成；
图2A是PIN二极管衰减量相对于电流的特性曲线；
图2B是电流相对于温度的特性曲线；
图3是根据本发明的AGC电路的组成。
优选实施例详述
以下对附图所显示的本发明优选实施例进行详细说明。
如图3所示，与图1所示的常规AGC电路相比，根据本发明的AGC中的温度补偿电路另外包括温度补偿单元50。
温度补偿单元50向节点B提供同由温度变化导致的PIN二极管PIN1和PIN2间的电压差一样的电压，从而补偿因为温度变化而引起的PIN二极管衰减器20衰减量的变化。
温度补偿单元50包括用于按照预定的电阻比例分配供电电压VCC的第一分压器51，用于放大第一分压器51的分配电压的OP放大器52；按照预定的电阻比例分配OP放大器52的输出电压的第二分压器53；以及用于放大第二分压器53的分配电压的OP放大器54。
第一分压器51由串行连接在供电电压VCC和地之间的电阻R3和R4组成；第二分压器53由连接在OP放大器62的输出端和地之间的第三和第四PIN二极管PIN3和PIN4以及电阻R5组成。
以及参照附图对根据本发明的具有上述结构的AGC电路中的温度补偿电路的操作进行说明。
通过天线和双工机10接收到的RF信号被低噪声放大器(LNA)30放大，PIN二极管衰减器20根据衰减控制信号衰减输入LNA 30的RF信号。在这种情况下，当温度变化时，流入PIN二极管PIN1和PIN2的电流也相应地发生变化，PIN二极管PIN1和PIN2之间的电压以5.2V/℃变化。
因此，在本发明中，当由于温度的变化引起PIN二极管PIN1和PIN3之间的电压改变时，按照改变量的大小改变节点B的电势来保证节点A和节点B之间的电压一致。也就是，本发明利用同PIN二极管衰减器20中PIN二极管PIN1和PIN2温度特性一样PIN二极管PIN3和PIN4，根据温度的变化来补偿PIN二极管PIN1和PIN2之间的电压变化。
如图3所示，温度补偿单元的第一分压器51利用电阻R3和R4来分配供电电压VCC，第一分配电压被OP放大器52放大并输入到第二分压器53。第二分压器53利用电阻R5和第三和第四PIN二极管PIN3和PIN4的内阻再次分配第一分压，而后输入到OP放大器54。OP放大器54放大从第二分压器输出的电压，并把分压施加到节点B。
因此，当温度改变时，PIN二极管PIN1和PIN2的内阻也随之发生变化，因为具有同样温度特性的PIN二极管PIN3和PIN4的内阻同样也变化了，这样就有一个同PIN二极管PIN1和PIN2间的电压差一样的电压从OP放大器63施加到节点B。因此，PIN二极管PIN1和PIN2间的电压变化被施加到节点B的电压所补偿，于是节点A和B之间没有产生电压。
因此，因为根据温度变化而引起的衰减量的变化保持一致，所以PIN二极管衰减器20可以稳定地衰减RF信号。
如上所述，利用本发明，通过根据温度来补偿AGC电路中包含的PIN二极管衰减器的衰减变化量，可以与温度变化无关地实现AGC电路的灵敏性和操作。
在不脱离本发明的精神和本质特征的情况下，本发明能够以多种方式实施，并且可以理解，上述的实施例不受前面说明书的任何细节的限制，除非另有说明，而应该在所附权利要求的精神和范围内广义地构建，因此，所附的权利要求包括所有落入这些权利要求的界限或者这些界限的等同物的改变和改进。
Claims (6)
1.一种自动增益控制(AGC)电路的温度补偿电路，包括
低噪声放大器(LNA)，用于放大射频(RF)信号；
衰减控制单元，通过检测放大的RF信号生成衰减控制信号；
PIN二极管衰减器，通过由衰减控制信号驱动PIN二极管来衰减输入到LNA的RF信号；以及
温度补偿单元，补偿由于温度引起的PIN二极管衰减量的变化。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述的温度补偿单元包括：
第一分压器，用于分配供电电压；
第一运算(OP)放大器，用于放大所述第一分压器的分压；
第二分压器，通过包含同所述PIN二极管衰减器中的PIN二极管特性一样的PIN二极管，分配所述第一OP放大器的输出电压；以及
第二OP放大器，放大所述第二分压器的分压，并把放大的电压输出到PIN二极管衰减器中。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第二分压器由PIN二极管和电阻器构成。
4.AGC电路中的具有温度补偿功能的PIN二极管衰减器，在所述AGC电路中有低噪声放大器(LNA)用于放大由双工机分配的射频(RF)信号，衰减器用于通过检测在LNA中放大的RF信号来生成衰减控制信号，所述PIN二极管衰减器包括：
第一电阻，用于接收衰减控制信号；
第一PIN二极管，其负极接在第一电阻上，正极并联地与LNA的输入端接在一起；
第二PIN二极管，其负极并联地与LNA的输入端接在一起；
第二电阻，接在第一节点和第二PIN二极管的正极之间；
电容器，接在第一节点和地之间；以及
温度补偿单元，用于补偿由温度引起的第一和第二PIN二极管之间的电压变化。
5.根据权利要求4所述的衰减器，其特征在于，所述温度补偿单元根据温度变化而向所述第一节点施加与第一和第二PIN二极管间的电压变化同样的电压。
6.根据权利要求4所述的衰减器，其特征在于，所述的温度补偿单元包括：
第一分压器，用于分配供电电压；
第一OP放大器，用于放大所述第一分压器的分压；
第二分压器，包括同第一和第二PIN二极管具有同样功能的第三和第四PIN二极管，以及电阻器，用于分配第一OP放大器的输出电压；以及
第二OP放大器，用于放大第二分压器的分压，并向第一节点输出放大的电压。
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