CN1520032A - 应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其利用一截波器稳定方法，可以消除输出状态的直流偏移量。一种应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其包括：一第一截波电路，具有一输入端，耦接于一可变增益放大器的输出端；一跨导放大器，具有一输入端，耦接于所述第一截波电路的输出端，用以将输入电压按比例转换为一输出电流；一第二截波电路，具有一输入端，耦接于所述跨导放大器的输出端；至少一内部电容器，耦接于所述第二截波电路的输出端，用以产生一低通滤波器的功能，与所述跨导放大器一同动作；一辅助的差动对在可变增益放大器的输入端，耦接于跨导放大器的输出端。
Description
技术领域
本发明是有关于一种应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，特别是有关于利用一截波器稳定方法，消除输出状态的直流偏移量的直流偏移量消除电路。
技术背景
在解调程序的系统中，可变增益放大器(Variable GainAmplifiers)可将输入信号放大成所需的电压位准，且广泛地运用在透过电缆传送信号的家庭网络无线电话机。使用可变增益放大器时，内部操作放大器在不同输入端时，具有本身偏移量的问题。并且，本身的偏移量范围总是在几mV到十几mV之间。在无线或有线通讯中，可变增益放大器的最大增益可到十几dB；因此，本身的偏移量在放大之后，将会影响接收信号恢复的能力、变量的动态范围特性以及信号噪声比(signal-to-noise ratio)。
图1所示是公知技术应用于可变增益放大器之直流偏移量消除电路。图1的电路架构被揭露于美国专利案号6407630 B1；如图所示，直流偏移量消除电路26应用于一可变增益放大器25。可变增益放大器25包括：一第一放大器21、一第二放大器22、复数个开关201-208以及复数个电阻器。
直流偏移量消除电路26包括：一跨导放大器(transconductance amplifier)23以及至少一内部电容器24。开关201-204用以调整第一放大器21的增益。例如：假设开关201关闭，则增益提高；当开关202关闭，则增益减小。开关205-208用以调整第二放大器22。例如：假设开关205关闭，则增益提高；当开关207关闭，则增益减小。跨导放大器23将第二放大器22的一输出电压按比例转换成一输出电流。
跨导放大器23的输出端耦接到内部电容器24，并且将信号回授到第一放大器21的输入端，用以消除可变增益放大器25的直流偏移量。跨导放大器23与容值大约10pF或大于10pF的内部电容器24搭配，为一Gm-C滤波器。由于内部电容器24容值很小，可以简单地制造于IC内部，且不会占据输入/输出脚位。
第一放大器21和第二放大器22的直流偏移量可利用Gm-C滤波器(跨导放大器23和电容器24)消除，但跨导放大器23的直流偏移量并未被消除。故需要一新的消除电路，用以消除最后状态的直流偏移量。
上述公知方式需要非常大的晶片面积以消除跨导放大器所造成的直流偏移量。而本发明的技术方案可以利用截波器降低直流偏移量。
发明内容
有鉴于此，本发明目的是为提供一直流偏移量消除电路的可变增益放大器。
为达到上述目的，本发明提出一种应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，包括：
一第一截波电路，具有一输入端，耦接于一可变增益放大器的输出端；
一跨导放大器，具有一输入端，耦接于所述第一截波电路的输出端，用以将输入电压按比例转换为一输出电流；
一第二截波电路，具有一输入端，耦接于所述跨导放大器的输出端；
至少一内部电容器，耦接于所述第二截波电路的输出端，用以产生一低通滤波器的功能，与所述跨导放大器一同动作；
一辅助的差动对在可变增益放大器的输入端，耦接于跨导放大器的输出端。
所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其中所述第一截波电路合并于所述跨导放大器的输入端。
所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其中所述第二截波电路合并于所述跨导放大器的输出端。
所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其中所述第一截波电路合并于所述跨导放大器的输入端，所述第二截波电路合并于所述跨导放大器的输出端。
一种应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，具有一最后状态放大器以及一辅助输入差动对耦接于一可变增益放大器的输出端，其中包括：
一第一截波电路，具有一输入端，耦接于所述可变增益放大器，以及一输出端，耦接于所述最后状态放大器的输入端；
一第二截波电路，具有一输入端，耦接于所述最后状态放大器的输出端，以及一输出端，耦接于所述可变增益放大器的输出端。
所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其中第一截波电路合并于所述最后状态放大器的输入端。
所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其中第二截波电路合并于所述最后状态放大器的输出端。
所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其中第一截波电路合并于所述最后状态放大器的输入端，第二截波电路合并于所述最后状态放大器的输出端。
所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其中还包括：至少一内部电容器，耦接于第二截波电路的输出端，用以产生一低通滤波器功能，与所述最后状态放大器一同动作。
由上所述，跨导放大器的直流偏移量和低频噪声是非期望(undesired)，故将其转换为截波频率。非期望信号范围被截波频率所笼罩。截波频率必须高于期望(desired)信号的频宽，如此，非期望信号大小在信号的通带(passband)被减小许多。
截波器稳定与搭配电容器的跨导放大器，两者具有相同的功能，都是用来消除可变增益放大器的直流偏移量。截波电路用以消除跨导放大器的直流偏移量。
为让本发明的所述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1所示为公知技术的直流偏移量消除电路；
图2所示为本发明应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路的第一实施例；
图3所示为应用于可变增益放大器的截波电路方块图；
图4A-4E所示为非期望信号范围；
图5A所示为应用于本发明的截波电路图；
图5B所示为应用于本发明的跨导放大器电路图；
图6A-6B所示为截波器电路的操作图；
图7所示为本发明应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路的第二实施例；
图8所示为本发明应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路的第三实施例；
图9所示为本发明应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路的第四实施例。
符号说明
21：第一放大器；22：第二放大器；201-208：开关
23：跨导放大器；24：内部电容器；
26：直流偏移量消除电路；25：可变增益放大器；
30：第一截波电路；35：第二截波电路。
具体实施方式
图2所示为本发明应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路的第一实施例。第一截波电路30耦接于第二放大器22和跨导放大器23之间。第二截波电路35耦接于跨导放大器23和电容器24之间。一辅助的差动对在可变增益放大器的输入端，耦接于跨导放大器的输出端。
图3所示为应用于可变增益放大器的截波电路方块图。截波电路30和35被互不重叠的时脉信号CK和CKB所控制。信号Vu’是非期望信号，由截波电路35所调整。
图4A-4E所示为非期望信号范围。期望信号Vin来自第二放大器22。在时脉频率fc和时脉的谐波(harmonic)频率中，经过第一截波电路30后，期望信号Vin会被往前位移(shift)成Vin’信号，而非期望信号Vu不受影响。在时脉频率fc和时脉的谐波(harmonic)频率中，经过第二截波电路35后，Vin’信号被往后位移成Vin”信号；在原本的频带和非期望信号Vu被往前位移成非期望Vu’。
非期望信号Vu’的范围与时脉频率fc的频带重叠。时脉频率fc大于期望信号的频宽，所以非期望信号Vu’的总值在期望信号的频宽会大大地减小。由于非期望信号Vu包括直流偏移量和跨导放大器23的1/f噪声，使得非期望信号在期望信号的范围之外。
图5A所示为应用于本发明的截波电路图。图5B所示为应用于本发明的跨导放大器电路图。第一截波电路30和第二截波电路35均是由两个交叉连接的开关所组成。图6A-6B所示为截波器电路的操作图。当CK为on，CKB为off时，第一截波电路30和第二截波电路35为图6A所示的状态。等效非期望信号Vueq在跨导放大器23的输入端是相等于非期望信号Vu。当CK为off，CKB为on时，第一截波电路30和第二截波电路35为图6B所示的状态。等效非期望信号Vueq等于负的非期望信号-Vu。等效信号平均接近于零，非期望信号Vu超出平均。
图7所示为本发明应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路的第二实施例。第一截波电路30被合并在跨导放大器23的输入端，如跨导放大器502所示。第二截波电路35耦接于跨导放大器502的输出端和电容器24之间。
图8所示为本发明应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路的第三实施例。第二截波电路35被合并在跨导放大器23的输出端，如跨导放大器504所示。第一截波电路30耦接于第二放大器22和跨导放大器504的输入端之间。
图9所示为本发明应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路的第四实施例。截波电路30和35被合并在跨导放大器23中，如跨导放大器506所示。
虽然本发明的较佳具体实施例如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定的专利范围为准。
Claims (9)
1、一种应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其特征在于包括：
一第一截波电路，具有一输入端，耦接于一可变增益放大器的输出端；
一跨导放大器，具有一输入端，耦接于所述第一截波电路的输出端，用以将输入电压按比例转换为一输出电流；
一第二截波电路，具有一输入端，耦接于所述跨导放大器的输出端；
至少一内部电容器，耦接于所述第二截波电路的输出端，用以产生一低通滤波器的功能，与所述跨导放大器一同动作；
一辅助的差动对在可变增益放大器的输入端，耦接于跨导放大器的输出端。
2、如权利要求1所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其特征在于所述第一截波电路合并于所述跨导放大器的输入端。
3、如权利要求1所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其特征在于所述第二截波电路合并于所述跨导放大器的输出端。
4、如权利要求1所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其特征在于所述第一截波电路合并于所述跨导放大器的输入端，所述第二截波电路合并于所述跨导放大器的输出端。
5、一种应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，具有一最后状态放大器以及一辅助输入差动对耦接于一可变增益放大器的输出端，其特征在于包括：
一第一截波电路，具有一输入端，耦接于所述可变增益放大器，以及一输出端，耦接于所述最后状态放大器的输入端；
一第二截波电路，具有一输入端，耦接于所述最后状态放大器的输出端，以及一输出端，耦接于所述可变增益放大器的输出端。
6、如权利要求5所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其特征在于第一截波电路合并于所述最后状态放大器的输入端。
7、如权利要求5所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其特征在于第二截波电路合并于所述最后状态放大器的输出端。
8、如权利要求5所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其特征在于第一截波电路合并于所述最后状态放大器的输入端，第二截波电路合并于所述最后状态放大器的输出端。
9、如权利要求5所述的应用于可变增益放大器的直流偏移量消除电路，其特征在于还包括：至少一内部电容器，耦接于第二截波电路的输出端，用以产生一低通滤波器功能，与所述最后状态放大器一同动作。
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