CN219592380U - 一种可变增益放大器以及通信电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种可变增益放大器以及通信电路，涉及通信技术领域。包括输入差动电路、增益控制差动电路以及反馈电路。输入差动电路与增益控制差动电路连接，用于向其提供输入电流。增益控制差动电路的一端与供电电源连接，控制端接收偏置电压，以控制其放大增益，将输入电流转换为电压输出。反馈电路的输入端连接增益控制差动电路的控制端，反馈电路用于向增益控制差动电路提供反馈工作电压。增益控制差动电路根据反馈工作电压，调节增益控制差动电路的输出的电压，以使得调节后的电压的值在预设范围之内。满足了可变增益放大器的直流输出不随增益变化而造成较大偏移，同时没有引入额外负载，保证了可变增益放大器的高带宽。

Description

一种可变增益放大器以及通信电路

技术领域

本申请涉及增益放大器技术领域，特别涉及一种可变增益放大器以及通信电路。

背景技术

可变增益放大器(variable gain amplifie，VGA)可以实现对不同幅度输入信号进行放大，适用在宽输入动态范围的系统中。现有的VGA结构输出直流偏置会跟随VGA的增益摆动，由于摆动的范围较大，导致了VGA结构本身和与VGA电路连接的后级电路的工作状态发生较大变化，这影响了电路的性能。

目前VGA电路为了解决直流偏置不随VGA增益变化而偏移的问题，引入了额外输出负载。但是额外的输出负载使VGA电路的带宽下降，控制增益灵敏度过高，使其增益控制电压范围变小。

发明内容

本申请提供了一种可变增益放大器以及通信电路，用于解决VGA电路中，不增加负载而提高输出电压稳定的问题。

所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种可变增益放大器，可变增益放大器包括：输入差动电路、增益控制差动电路以及反馈电路。其中，输入差动电路与增益控制差动电路连接，用于向增益控制差动电路提供输入电流。增益控制差动电路的第一端与供电电源连接，增益控制差动电路的控制端用于接收第一偏置电压和第二偏置电压，第一偏置电压和第二偏置电压用于控制增益控制差动电路的放大增益，即将输入电流进行分配，并在增益控制差动电路中的负载上转换成电压输出。反馈电路的输入端连接增益控制差动电路的控制端，反馈电路用于根据第一偏置电压、第二偏置电压以及反馈电路的参数，向增益控制差动电路提供反馈工作电压。增益控制差动电路根据反馈工作电压，调节增益控制差动电路的输出直流电压，调节后的输出直流电压的值在预设范围之内。

在本申请中在可变增益放大器的电路结构中增加反馈电路，反馈电路的输入端连接增益控制差动电路的控制端。这样反馈电路可以根据增益控制差动电路的控制端接收到的偏置电压以及反馈电路本身的参数向增益控制差动电路提供反馈工作电压。这样增益控制差动电路可以根据反馈工作电压，使增益控制差动电路的输出端的直流电压由反馈电路本身的参数和可变增益放大器的放大系数确定。以可变增益放大器的放大系数为变量，引入反馈电路本身的参数，再加上参考电压源，对输出端的电压公式进行求导得出输出端的电压的变化率，变化率在预设范围之内，从而使输出端的电压变化较小。这样既满足了可变增益放大器的输出不随增益变化而有极大偏移，同时还没有引入额外负载，保证了可变增益放大器的带宽较高。

在本申请的一种可能的实现方式中，反馈电路包括放大器和参考电压源，反馈电路的参数包括放大器的增益和参考电压源的参考电压。放大器的第一输入端和第二输入端分别连接增益控制差动的控制端，放大器的输出端连接增益控制差动电路的负载，向增益控制差动电路提供反馈工作电压。放大器用于将第一偏置电压和第二偏置电压的差值电压放大，并将放大后的输出电压与参考电压叠加。参考电压源用于为反馈电路提供参考电压，为反馈电路的输出提供一个合理的输出中心值，使放大后的输出电压与参考电压之和符合增益控制差动电路的工作电压需求。

在本申请的一种可能的实现方式中，增益控制差动电路包括两个控制电路，两个控制电路的第一端均与供电电源连接。两个控制电路的第二端作为增益控制差动电路的输出端通过负载与反馈电路的输出端连接。控制电路的一个第三端用于接收第一偏置电压，控制电路的另一个第三端用于接收第二偏置电压。第一偏置电压或第二偏置电压用于控制其放大增益，将输入电流进行分配，并在负载上转换成电压输出，实现增益控制。两个控制电路分别用于将各自接收到的输入电流重新分配后通过各自的第二端输出，以及用于根据反馈工作电压调整各自输出的直流电压，以使得调整后的输出电压的值在预设范围之内。

在本申请的一种可能的实现方式中，控制电路包括：第一三极管、第二三极管以及输出端。第二三极管的第一极作为增益控制差动电路的第一控制端，以接收第一偏置电压，第一三极管的第一极作为增益控制差动电路的第二控制端，以接收第二偏置电压。第一三极管的第二极和第二三极管的第二极均与输入差动电路连接。第一三极管的第三极作为增益控制差动电路的输出端。第二三极管的第三极作为增益控制差动电路的第一端与供电电源连接。

在本申请的一种可能的实现方式中，每个控制电路的第一三极管的第三极和反馈电路的输出端之间串联有负载。

在本申请的一种可能的实现方式中，输入差动电路包括第一子输入差动电路和第二子输入差动电路，其中，第一子输入差动电路和第二子输入差动电路均与增益控制差动电路连接，第一子输入差动电路用于将接收到的电压转换放大后作为第一输入电流提供给增益控制差动电路。第二子输入差动电路用于将接收到的电压转换放大后作为第二输入电流提供给增益控制差动电路。相应的，输入电流包括第一输入电流和第二输入电流。

在本申请的一种可能的实现方式中，第一子输入差动电路包括：第三三极管，第二子输入差动电路包括第四三极管。第三三极管的第一极用于接收第一输入电压，第四三极管的第一极用于接收第二输入电压。第三三极管和第四三极管的发射极接恒流源和RC网络。第三三极管和第四三极管的第三极连接增益控制差动电路。其中，第三三极管、第四三极管以及RC网络用于将输入(AC)信号转换成输出(AC)信号加载在恒流源的直流偏置上。第三三极管用于向增益控制差动电路提供第一输入电流，第四三极管用于向增益控制差动电路提供第二输入电流。

在本申请的一种可能的实现方式中，第一子输入差动电路还包括第一恒定电流源，第二子输入差动电路还包括第二恒定电流源。第一恒定电流源连接在第三三极管和地之间，第一恒定电流源用于为第三三极管提供第一偏置电流，使第三三极管处于放大状态。第二恒定电流源连接在第四三极管和地之间，第二恒定电流源用于为第四三极管提供第二偏置电流，使第四三极管处于放大状态。

在本申请的一种可能的实现方式中，目标三极管为NPN型三极管，或PNP型三极管，或MOS管。目标三极管为第一三极管、第二三极管、第三三极管以及第四三极管中的任意一个。

第二方面，提供了一种通信电路，通信电路包括如上述的可变增益放大器。

可以理解的是，上述第二方面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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的一种现有的可变增益放大器电路结构；

图2是本申请提供的另一种现有的可变增益放大器电路结构；

图3是本申请实施例提供的一种可变增益放大器的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种可变增益放大器中反馈电路的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的另一种可变增益放大器中反馈电路的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种可变增益放大器中的具体结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种可变增益放大器的电路结构示意图；

图8是本申请实施例提供的一种可变增益放大器电路的输出端的电压曲线图。

具体实施方式

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实施方式作进一步地详细描述。

应当理解的是，本申请提及的“多个”是指两个或两个以上。在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，比如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，比如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，为了便于清楚描述本申请的技术方案，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

在对本申请实施例进行详细地解释说明之前，先对本申请实施例的应用场景予以说明。

常规的VGA电路如图1所示，该结构的VGA电路的输出端的直流电压会随着VGA的增益的变化而变化。通常其变化范围为直流偏置电流Isource1与负载电阻R1的乘积。现有技术中，为了降低直流电压不随VGA增益变化而偏移，对VGA电路进行了改进，如图2所示。该电路结构由于对称性，流过负载电阻R1的电流为直流偏置电流Isource1，因此输出端的直流电压固定为供电电压VDD与直流偏置电流Isource1与负载电阻R1的乘积的差。但是改进后的VGA电路在输出端引入了额外的负载，这会导致VGA电路的带宽降低，输入控制电压范围变小。

为此，本申请提出了一种可变增益放大器以及通信电路，用于使VGA电路在无需在输出端增加负载的基础上满足输出直流电压稳定。

下面对本申请实施例提供的一种可变增益放大器进行详细地解释说明。

图3为本申请实施例提供的一种可变增益放大器。该可变增益放大器包括：输入差动电路101、增益控制差动电路102以及反馈电路103。输入差动电路101与增益控制差动电路102连接，用于向增益控制差动电路102提供输入电流。增益控制差动电路102的一端与供电电源连接。增益控制差动电路102的控制端用于接收第一偏置电压VBias1和第二偏置电压VBias2。第一偏置电压VBias1和第二偏置电压VBias2用于调节增益控制差动电路102的放大增益，即将输入电流进行分配，并在负载上产生输出直流电压。反馈电路103的输入端连接增益控制差动电路102的控制端，反馈电路103用于根据第一偏置电压VBias1、第二偏置电压VBias2以及反馈电路103的参数，向增益控制差动电路提供反馈工作电压VOUT。增益控制差动电路102根据反馈工作电压VOUT，调节输出直流电压，以使得调节后的输出直流电压的电压值在预设范围之内。

作为一种具体实现，输入差动电路101还用于将接收到的电压转换放大后作为输入电流提供给增益控制差动电路102。比如，输入差动电路101接收输入电压IN。可以理解的是，该输入电压IN可以由电源提供，包括电源1和电源2。

供电电源用于为增益控制差动电路102提供电源电压VDD。电源电压VDD和输入电压组成偏置电路A，使增益控制差动电路102具有调节增益的能力。第一偏置电压VBias1和第二偏置电压VBias2，通过对输入电流进行分配，并在负载上产生输出直流电压，从而调节可变增益放大器本身的增益。

其中，负载可以是电阻，以下实施例以负载为电阻为例。负载的种类在本申请中不做限定。

可以理解的是，输入差动电路101的第二端即为输入差动电路101的接收端，与用于为该输入差动电路101提供输入电压的器件或者电路连接。

其中，输入差动电路101接收的电压为可变增益放大器的输入电压，通常为差分输入信号，使用差动放大的方法可以避免共模电压造成的影响。可以理解的是，输入差动电路101的第二端作为可变增益放大器的输入端接收电压。增益控制差动电路102的输出端作为可变增益放大器的输出端用于输出电压，输出的电压通常为差分输出信号。

可以理解的是，增益控制差动电路102的输出端(OUT)可直接输出或用于与信号发射模块连接，该输出电压可以用于为信号发射模块提供放大后的信号。作为一种示例，该增益控制差动电路102具有2个输出端(OUT)，即第一输出端OUTA和第二输出端OUTB，该第一输出端和第二输出端连接信号发射模块的输入端。增益控制差动电路102用于根据反馈电压调整各输出端的输出直流电压。

在本申请中在可变增益放大器的电路结构增加反馈电路，反馈电路的输入端连接增益控制差动电路的控制端。这样反馈电路可以根据增益控制差动电路的控制端接收到的偏置电压以及反馈电路本身的参数向增益控制差动电路提供反馈工作电压。这样增益控制差动电路可以根据反馈工作电压，使增益控制差动电路的输出端的输出直流电压由反馈电路本身的参数和可变增益放大器的放大系数确定，以可变增益放大器的放大系数为变量，引入反馈电路本身的参数，再加上参考偏置电压，对输出端的电压公式进行求导得出输出端的电压的变化率，变化率在预设范围之内，从而使输出端的电压变化范围较小。这样既满足了可变增益放大器的输出不随增益变化而产生较大偏移，同时还没有引入额外负载，保证了可变增益放大器的带宽较高。

在本申请的一个实施例中，反馈电路103具体用于根据反馈电路103的增益对第一偏置电压和第二偏置电压的差值电压进行放大，以及用于使放大后的输出电压与所述参考电压源的电压之和符合增益控制差动电路102的工作电压需求。

具体的，反馈工作电压由差值电压放大后的输出电压叠加参考电压得到。该参考电压由反馈电路103提供，即下述参考电压源1032提供的参考电压。

在本申请的一个实施例中，如图4所示，反馈电路103包括放大器1031和参考电压源1032。反馈电路103的参数包括放大器1031的增益和参考电压源1032的参考电压VCM。

举例说明，以图5所示的放大器1031为例，放大器1031的第一输入端(比如反向输入端-)和第二输入端(比如正相输入端+)分别连接增益控制差动电路102的控制端。放大器1031的输出端连接增益控制差动电路102的电阻的一端，电阻的另一端为增益控制差动电路102的输出端。放大器1031用于将第一偏置电压VBias1和第二偏置电压VBias2的差值电压放大，并将放大后的输出电压叠加在参考电压源1032。参考电压源1032用于为反馈电路103提供参考电压VCM，参考电压VCM为反馈电路103的输出提供一个合理的输出中心值。反馈电路103的输出端用于向增益控制差动电路102提供反馈工作电压VOUT，反馈工作电压VOUT为将差值电压放大后的输出电压与参考电压源1032的参考电压VCM之和。

其中，放大器1031的放大倍数可以是大于1，也可以是小于1，在本申请中不做限定。

作为一种示例，放大器1031为固定增益放大器，固定增益放大器的增益A为第一参数，参考电压源1032的参考电压VCM为第二参数。反馈工作电压VOUT满足公式：VOUT＝VCM+A*(VBias2-VBias1)。

在本申请的一个实施例中，增益控制差动电路102具有2个控制端，即第一控制端和第二控制端。其中，放大器1031的第一输入端和第二输入端分别与增益控制差动电路102的第一控制端和第二控制端连接。增益控制差动电路102的第一控制端用于接收第一偏置电压。增益控制差动电路102的第二控制端用于接收第二偏置电压。

在本申请的一个可能的实现方式中，增益控制差动电路102包括的第一控制端和第二控制端分别与偏置电路连接。该偏置电路用于输出第一偏置电压VBias1和第二偏置电压VBisa2。

作为一种示例，偏置电路包括第一偏置电路和第二偏置电路。其中第一控制端与第一偏置电路连接，以用于接收第一偏置电路提供的第一偏置电压VBias1。第二控制端与第二偏置电路连接，以用于接收第二偏置电路提供的第二偏置电压VBias2。

在本申请的一个实施例中，如图6所示，增益控制差动电路102包括两个控制电路，即第一控制电路1021和第二控制电路1022。其中，第一控制电路1021和第二控制电路1022的第一端连接供电电源，第二端作为增益控制差动电路的输出端，增益控制差动电路102的输出端还通过电阻与反馈电路103的输出端连接。第四端作为接收端与输入差动电路101连接。第一控制电路1021的两个第三端用于接收第一偏置电压VBias1和第二偏置电压VBias2。第二控制电路1022的两个第三端用于接收第一偏置电压VBias1和第二偏置电压VBias2。第一偏置电压VBias1和第二偏置电压VBias2用于控制第一控制电路1021和第二控制电路1022的放大增益。

第一控制电路1021用于将通过第四端接收到的输入电流进行分配，并在电阻上产生输出直流电压通过第二端输出，实现增益控制。该第一控制电路1021还用于根据反馈工作电压调整第一放大电压的直流电平以使得调整后的第一放大电压的值在预设范围内。

第二控制电路1022用于将通过第四端接收到的的输入电流进行分配，并在电阻上产生输出直流电压通过第二端输出，实现增益控制。该第二控制电路1022还用于根据反馈工作电压调整第二放大电压的直流电平以使得调整后的第二放大电压的值在预设范围内。

具体的，第一控制电路1021的第二端作为增益控制差动电路102的第一输出端、第一控制电路1021的第三端包括第一控制端和第二控制端、第一控制电路1021的第四端作为增益控制差动电路102的第一接收端。第二控制电路1022的第二端作为增益控制差动电路102的第二输出端、第二控制电路1022的第三端同样包括第一控制端和第二控制端、第二控制电路1023的第四端作为增益控制差动电路102的第二接收端。

作为一种示例，如图6所示，第一控制电路1021的第一控制端和第二控制电路1022的第一控制端共接放大器1031的反相输入端。第一控制电路1021的第二控制端和第二控制电路1022的第二控制端共接放大器1031的正相输入端。

在本申请的一个实施例中，第一控制电路1021和第二控制电路1022中的任一个控制电路包括：第一三极管、第二三极管。其中，第二三极管的第一极作为增益控制差动电路的第一控制端，以接收所述第一偏置电压VBisa1。第一三极管的第一极作为增益控制差动电路102的第二控制端，以接收所述第二偏置电压VBisa2。第一三极管的第二极和第二三极管的第二极作为增益控制差动电路的接收端均与所述输入差动电路101连接。第二三极管的第三极作为增益控制差动电路102的电源端连接供电电源。第一三极管的第三极作为控制电路的第二端。

其中，在本申请实施例中，三极管的第一极为基极，第二极为发射极，第三极为集电极。

具体的，三极管T1的发射极和三极管T2的发射极作为增益控制差动电路102的第一接收端。三极管T3的发射极和三极管T4的发射极作为增益控制差动电路102的第二接收端。第一接收端和第二接收端属于增益控制差动电路102的接收端。

在本申请的一个实施例中，如图7所示，三极管T1的集电极连接电阻R1(负载)的第一端，还用于连接端口OUTB，电阻R1的第二端连接反馈电路103的输出端，三极管T4的集电极连接电阻R2的第一端，还用于连接端口OUTA，电阻R2的第二端连接反馈电路103的输出端。三极管T2的集电极和三极管T3的集电极连接增益控制差动电路102的第一端接收供电电压VDD。

举例说明，如图7所示，第一控制电路1021包括三极管T1(对应第一控制电路1021中的第一三极管)、三极管T2(对应第一控制电路1021中的第二三极管)、电阻R1(对应第一控制电路1021中的负载)以及输出端OUTB。第二控制电路1022包括三极管T3(对应第二控制电路1022中的第二三极管)、三极管T4(对应第二控制电路1022中的第一三极管)、电阻R2(对应第二控制电路1022中的负载)以及输出端OUTA。OUTA和OUTB即增益控制差动电路102的2个输出端。三极管T2的第一极和三极管T3的第一极作为增益控制差动电路102的第一控制端。三极管T1的第一极和三极管T4的第一极作为增益控制差动电路102的第二控制端。

举例说明，如图7所示，三极管T1的基极和三极管T4的基极共接放大器1031的正相输入端。三极管T2和三极管T3的基极共接放大器1031的反相输入端。

作为一种示例，输入差动电路101的第一端连接增益控制差动电路102的接收端，输入差动电路101的第二端用于接收输入电压IN，包括INA和INB。输入差动电路101的第三端接地。

作为一种示例，输入差动电路101包括第一子输入差动电路1011和第二子输入差动电路1012。其中，第一子输入差动电路1011和第二子输入差动电路1012均与增益控制差动电路102连接。第一子输入差动电路1011用于将接收到的电压转换放大后作为第一输入电流提供给增益控制差动电路102。第二子输入差动电路1012用于将接收到的电压转换放大后作为第二输入电流提供给增益控制差动电路102。相应的，输入电流包括第一输入电流和第二输入电流。

可以理解的是，在增益控制差动电路102包括第一控制电路和第二控制电路时，第一子输入差动电路1011与第一控制电路1021连接，以向第一控制电路1021提供第一输入电流。第二子输入差动电路1012与第二控制电路1022连接，以向第二控制电路1022提供第二输入电流。

在本申请的一个实施例中，如图7所示，第一子输入差动电路1011包括三极管T5(对应第三三极管)，第二子输入差动电路1012包括：三极管T6(对应第四三极管)。三极管T5的基极用于接收输入电压INA，极管T6的基极用于接收输入电压INB。三极管T5的集电极和三极管T6的集电极连接增益控制差动电路102的接收端。三极管T5和三极管T6的发射极接恒流源和RC网络。三极管T5，三极管T6以及RC网络用于将输入(AC)信号转换成输出(AC)信号加载在恒流源的直流偏置上，三极管T4用于向增益控制差动电路102提供第一输入电流，三极管T6用于向增益控制差动电路102提供第二输入电流。

比如，三极管T5的集电极连接第一控制电路1021的第四端(比如，如图7所示，第四端为三极管T1的发射极)。三极管T6的集电极连接第二控制电路1022的第四端(比如，如图7所示，第四端为三极管T4的发射极)。三极管T5的集电极还连接三极管T2的发射极。三极管T6的集电极还连接三极管T3的发射极。

在本申请的一个实施例中，如图7所示，第一子输入差动电路1011还包括第一恒定电流源Isource1。第二子输入差动电路1012还包括第二恒定电流源Isource2。第一恒定电流源Isource1用于触发第一子输入差动电路1011处于放大状态。第二恒定电流源Isource2用于触发第二子输入差动电路1012处于放大状态。

作为一种示例，第一恒定电流源Isource1连接在三极管T5和地之间，用于为三极管T5提供第一偏置电流。第二恒定电流源Isource2连接在三极管T6和地之间，用于为三极管T6提供第二偏置电流。第一偏置电流用于为三极管T5提供合适的工作直流偏置，使其处于预期的状态。第二偏置电流用于为三极管T6提供合适的工作直流偏置，使其处于预期的状态。

在本申请的一个实施例中，目标三极管为NPN型三极管，或PNP型三极管，或MOS管。目标三极管为第一三极管、第二三极管、第三三极管以及第四三极管的任意一个。

作为一种示例，以目标三极管为NPN型三极管为例，第一三极管、第二三极管、第三三极管以及第四三极管均为NPN型三极管。如图7所示，电阻R1、电阻R2、三极管T1、三极管T2、三极管T3以及三级管T4组成增益控制差动电路102。三极管T5、三极管T6、电流源Isource1和电流源Isource2和RC网络组成输入差动电路101。放大器AMP和参考电压源VCM组成反馈电路103。其中，电阻R1的第一端连接三极管T1的集电极，三极管T1的发射极连接三极管T5的集电极，三极管T5的发射极连接电流源Isource11的正极，电流源Isource1的负极接地。电阻R2的第一端连接三极管T4的集电极，三极管T4的发射极连接三极管T6的集电极，三极管T6的发射极连接电流源Isource2的正极，电流源Isource2的负极接地。三极管T2的集电极用于接收供电电压VDD，三极管T2的发射极连接三极管T5的集电极。三极管T3的集电极用于接收供电电压VDD，三极管T3的发射极连接三极管T6的集电极。三极管T2和三极管T3的基极用于接收第一偏置电压VBias1，三极管T1和三极管T4的基极用于接收第二偏置电压VBias2。放大器AMP的正相输入端连接三极管T1基极和三极管T4的基极，放大器AMP的反相输入端连接三极管T2的基极和三极管T3的基极，放大器AMP的输出端连接电阻R1的第二端和电阻R2的第二端。

以三极管T1和三极管T2为例，且三极管T1和三极管T2的参数相同，放大器增益为A，则流过电阻R1的电流为表示为K*I1，流过三极管T2的电流表示为(1-K)*I1，其中，K为可变增益放大器的放大系数，I1为电流源Isource1的电流值。当第一偏置电压VBias1与第二偏置电压VBias2相等时，输出端OUTA输出的电压为VOUTA＝VCM-0.5*I1*R1。当第一偏置电压VBias1与第二偏置电压VBias2不相等时，根据三极管基极电压Vbe与集电极电流Ic的关系Vbe＝VT*ln(Ic/Is)，其中VT＝kT/q，Is为三极管的饱和电流。

得到公式1：

VBias2-VBias1＝VT*ln(K)-VT*ln(1-K)………………………………公式1

此时，VOUTA＝VCM+A*(VT*ln(K)-VT*ln(1-K))-K*I1*R1………公式2

以K为自变量对公式2求导，得到公式3：

VOUTA′(K)＝A*VT/(K*(1-K))-I1*R1…………………………公式3

假定A取值为(K*(1-K))*I1*R1/VT，则VOUTA′(K)在0<K<1内有两个过零点。此时VOUTA＝VCM+A*(VT*ln(K)-VT*ln(1-K))-K*I1*R1在0<K<1取值范围内有四个可能的极值，分别是K趋近于0时、K趋近于1时、以及两个过零点对应的K值。此时VOUTA的输出曲线如图8所示。当A的值设定为一个合理值时，在整个调节范围内，输出端OUTA输出的电压VOUTA的变化范围远远小于I1*R1。

可选的，还可以设定放大器AMP的输出电压在固定范围内，即限制放大器的最大输出电压和最小输出电压，可以进一步减小VOUTA的变化范围。

本申请实施例提供了一种通信电路，通信电路包括上述的可变增益放大器。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

以上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，所述可变增益放大器包括：输入差动电路、增益控制差动电路以及反馈电路，

其中，所述输入差动电路与所述增益控制差动电路连接，用于向所述增益控制差动电路提供输入电流；

所述增益控制差动电路的第一端与供电电源连接，所述增益控制差动电路的控制端用于接收第一偏置电压和第二偏置电压，所述第一偏置电压和所述第二偏置电压用于控制所述增益控制差动电路的放大增益，将所述输入电流进行分配，并在所述增益控制差动电路中的负载上转换成电压输出；

所述反馈电路的输入端连接所述增益控制差动电路的控制端，所述反馈电路用于根据所述第一偏置电压、所述第二偏置电压以及所述反馈电路的参数，向所述增益控制差动电路提供反馈工作电压；

所述增益控制差动电路用于根据所述反馈工作电压，调节所述增益控制差动电路输出的所述电压，调节后的所述电压的值在预设范围之内。

2.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述反馈电路包括放大器和参考电压源，

所述反馈电路的参数包括所述放大器的增益和所述参考电压源的参考电压，所述放大器的第一输入端和第二输入端分别连接所述增益控制差动电路的控制端，所述放大器的输出端连接所述增益控制差动电路的负载；

所述放大器用于将所述第一偏置电压和所述第二偏置电压的差值电压放大，并将放大后的输出电压与所述参考电压叠加；

所述参考电压源用于为所述反馈电路提供所述参考电压，所述参考电压用于使放大后的输出电压与所述参考电压之和符合所述增益控制差动电路的工作电压需求。

3.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述增益控制差动电路包括两个控制电路，两个所述控制电路的第一端均与所述供电电源连接；

两个所述控制电路的第二端作为所述增益控制差动电路的输出端通过所述负载与所述反馈电路的输出端连接；

所述控制电路的一个第三端用于接收所述第一偏置电压，所述控制电路的另一个第三端用于接收所述第二偏置电压；

两个所述控制电路分别用于将各自接收到的输入电流，重新分配后通过各自的所述第二端输出，以及用于根据所述反馈工作电压，调整各自输出的直流电压，以使得调整后的输出电压的值在预设范围之内。

4.根据权利要求3所述的可变增益放大器，其特征在于，所述控制电路包括：第一三极管、第二三极管以及输出端，

所述第二三极管的第一极作为所述增益控制差动电路的第一控制端，以接收所述第一偏置电压，所述第一三极管的第一极作为所述增益控制差动电路的第二控制端，以接收所述第二偏置电压；

所述第一三极管的第二极和所述第二三极管的第二极均与所述输入差动电路连接；所述第一三极管的第三极作为所述增益控制差动电路的输出端；

所述第二三极管的第三极作为所述增益控制差动电路的第一端与所述供电电源连接。

5.根据权利要求4所述的可变增益放大器，其特征在于，每个所述控制电路的所述第一三极管的第三极和所述反馈电路的输出端之间串联有负载。

6.根据权利要求1所述的可变增益放大器，其特征在于，所述输入差动电路包括第一子输入差动电路和第二子输入差动电路，其中，所述第一子输入差动电路和所述第二子输入差动电路均与所述增益控制差动电路连接，所述第一子输入差动电路用于将接收到的电压转换放大后作为第一输入电流提供给所述增益控制差动电路；

所述第二子输入差动电路用于将接收到的电压转换放大后作为第二输入电流提供给所述增益控制差动电路，相应的，所述输入电流包括所述第一输入电流和所述第二输入电流。

7.根据权利要求6所述的可变增益放大器，其特征在于，所述第一子输入差动电路包括：第三三极管，所述第二子输入差动电路包括第四三极管，

所述第三三极管的第一极用于接收第一输入电压，所述第四三极管的第一极用于接收第二输入电压；

所述第三三极管和所述第四三极管的发射极接恒流源和RC网络；

所述第三三极管和所述第四三极管的第三极连接所述增益控制差动电路；其中，所述第三三极管、所述第四三极管以及所述RC网络用于将输入信号转换成输出信号加载在所述恒流源的直流偏置上；

所述第三三极管用于向所述增益控制差动电路提供所述第一输入电流，所述第四三极管用于向所述增益控制差动电路提供所述第二输入电流。

8.根据权利要求7所述的可变增益放大器，其特征在于，所述第一子输入差动电路还包括第一恒定电流源，所述第二子输入差动电路还包括第二恒定电流源，

所述第一恒定电流源连接在所述第三三极管和地之间，所述第一恒定电流源用于为所述第三三极管提供第一偏置电流，使所述第三三极管处于放大状态；

所述第二恒定电流源连接在所述第四三极管和地之间，所述第二恒定电流源用于为所述第四三极管提供第二偏置电流，使所述第四三极管处于放大状态。

9.根据权利要求5～8任一项所述的可变增益放大器，其特征在于，目标三极管为NPN型三极管，或PNP型三极管，或MOS管，

所述目标三极管为第一三极管、第二三极管、第三三极管以及第四三极管中的任意一个。

10.一种通信电路，其特征在于，所述通信电路包括如权利要求1～9任一项所述的可变增益放大器。