JP6865034B2 - Semiconductor device and amplitude detection method - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置、特に高周波信号の振幅を検出する半導体装置及び振幅検出方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, particularly a semiconductor device that detects the amplitude of a high frequency signal, and an amplitude detection method.
無線通信システムで用いられる受信機のフロントエンドでは、アンテナを介して受信した高周波信号の信号強度を一定に保つ自動利得制御が行われている。かかる自動利得制御は、例えば高周波信号の包絡線信号と基準電圧との比較結果に基づいて実施される。 At the front end of the receiver used in the wireless communication system, automatic gain control is performed to keep the signal strength of the high frequency signal received via the antenna constant. Such automatic gain control is performed, for example, based on the result of comparison between the envelope signal of the high frequency signal and the reference voltage.
高周波信号の包絡線信号と基準電圧との比較結果を得る回路として、高周波信号を第1のトランジスタによって検波することにより包絡線信号を得る包絡線検波回路と、基点電圧を生成する第2のトランジスタと、包絡線信号及び基点電圧を比較する比較器と、を含む高周波電力検波回路が提案されている(例えば特許文献1参照)。この高周波電力検波回路では、比較器の出力結果である包絡線信号と基点電圧との差分、つまり高周波信号の振幅を表す信号を、高周波信号の電力レベルを表す信号として出力する。 As a circuit for obtaining the comparison result between the envelope signal of the high frequency signal and the reference voltage, the envelope detection circuit for obtaining the envelope signal by detecting the high frequency signal with the first transistor and the second transistor for generating the base point voltage. A high-frequency power detection circuit including a comparer for comparing the envelope signal and the base point voltage has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this high-frequency power detection circuit, the difference between the envelope signal and the base point voltage, which is the output result of the comparator, that is, the signal representing the amplitude of the high-frequency signal is output as the signal representing the power level of the high-frequency signal.
ところで、製造バラツキ、温度変動、或いは電源電圧変動等に伴い、上記した第2のトランジスタから出力された基点電圧の電圧値が変動すると、その電圧値が比較器の入力許容範囲を超えてしまう場合がある。この際、比較器が誤動作する虞があり、その結果、包絡線信号と基点電圧との差分を表す信号、つまり高周波信号の振幅値を表す振幅検出信号の精度が低下する。 By the way, when the voltage value of the base voltage output from the second transistor described above fluctuates due to manufacturing variation, temperature fluctuation, power supply voltage fluctuation, etc., the voltage value exceeds the input allowable range of the comparator. There is. At this time, the comparator may malfunction, and as a result, the accuracy of the signal representing the difference between the envelope signal and the base point voltage, that is, the amplitude detection signal representing the amplitude value of the high frequency signal is lowered.
また、例えばオペアンプ等で構成される比較器自体に直流オフセットが生じている場合には、この比較器に対して直流オフセットの除去、或いは、当該直流オフセットに伴い上記振幅検出信号に生じる誤差分を補正する補正表を予め作成しておく等の調整処理が必要となる。 Further, for example, when a DC offset is generated in the comparator itself composed of an operational amplifier or the like, the DC offset is removed from the comparator, or the error amount generated in the amplitude detection signal due to the DC offset is calculated. Adjustment processing such as creating a correction table for correction in advance is required.
そこで、本発明では、製品出荷前の調整処理の手間を減らすと共に、製造バラツキ、温度変動、或いは電源電圧変動等に起因する精度低下を招くことなく、高周波信号の振幅値を検出することが可能な半導体装置及び振幅検出方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, it is possible to reduce the time and effort of the adjustment process before shipping the product and to detect the amplitude value of the high frequency signal without causing a decrease in accuracy due to manufacturing variation, temperature fluctuation, power supply voltage fluctuation, or the like. It is an object of the present invention to provide a suitable semiconductor device and an amplitude detection method.
本発明に係る半導体装置は、高周波信号の振幅を検出する半導体装置であって、基点電圧を生成して第2のラインに送出する基点電圧生成部と、前記高周波信号を包絡線検波して得た信号を前記基点電圧の分だけレベルシフトした信号を包絡線信号として生成し、第1のラインに送出する検波部と、前記基点電圧と所定の基準電圧との電圧差に基づき、前記第2のラインの電圧の電圧値が前記基準電圧の電圧値になるように調整すると共に前記包絡線信号のレベルを前記電圧差に対応した分だけレベルシフトする電圧調整部と、前記電圧調整部によってレベルシフトされた前記包絡線信号と前記電圧調整部によって電圧値が調整された前記第2のラインの電圧との差分に、前記基準電圧を加算した電圧を前記高周波信号の振幅を表す振幅検出信号として生成する差分検出部と、を有する。 The semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device that detects the amplitude of a high-frequency signal, and obtains a base-point voltage generator that generates a base-point voltage and sends it to a second line, and an envelope detection of the high-frequency signal. Based on the voltage difference between the detection unit, which generates a signal whose level is shifted by the base point voltage by the base point voltage and sends it to the first line, and the base point voltage and a predetermined reference voltage, the second The voltage adjustment unit adjusts the voltage value of the line voltage to be the voltage value of the reference voltage and shifts the level of the envelope signal by the amount corresponding to the voltage difference, and the voltage adjustment unit raises the level. The voltage obtained by adding the reference voltage to the difference between the shifted envelope signal and the voltage of the second line whose voltage value is adjusted by the voltage adjusting unit is used as an amplitude detection signal representing the amplitude of the high frequency signal. It has a difference detection unit to generate.
本発明に係る振幅検出方法は、高周波信号の振幅を検出する振幅検出方法であって、基点電圧を生成すると共に前記高周波信号を包絡線検波して得た信号を前記基点電圧の分だけレベルシフトした信号を包絡線信号として生成する第1のステップと、前記基点電圧と所定の基準電圧との電圧差に基づき、前記基点電圧の電圧値が前記基準電圧の電圧値になるように調整すると共に前記包絡線信号のレベルを前記電圧差に対応した分だけレベルシフトする第2のステップと、前記第2のステップでレベルシフトされた前記包絡線信号と前記第2のステップで電圧値が調整された前記基点電圧との差分に、前記基準電圧を加算した電圧を前記高周波信号の振幅を表す振幅検出信号として生成する第3のステップと、を有する。 The amplitude detection method according to the present invention is an amplitude detection method for detecting the amplitude of a high-frequency signal, in which a base point voltage is generated and the signal obtained by envelope detection of the high-frequency signal is level-shifted by the amount of the base point voltage. a first step of generating a signal as follicle絡線signal, based on the voltage difference between the base voltage and a predetermined reference voltage, the voltage value of the base point voltage is adjusted to be a voltage value of the reference voltage At the same time, the voltage value is adjusted in the second step of shifting the level of the envelope signal by the amount corresponding to the voltage difference, the envelope signal level-shifted in the second step, and the second step. It has a third step of generating a voltage obtained by adding the reference voltage to the difference from the base point voltage as an amplitude detection signal representing the amplitude of the high frequency signal.
本発明では、装置内部で生成した基点電圧、及び入力された高周波信号を基点電圧の分だけレベルシフトした信号に包絡線検波を施して得られた包絡線信号に対して、以下のような電圧調整を施す。すなわち、電圧調整部が、基点電圧と所定の基準電圧との電圧差に基づき、当該基点電圧の電圧値が基準電圧の電圧値となるように調整すると共に、上記した包絡線信号をこの電圧差に対応した分だけレベルシフトする。そして、差分検出部が、上記のように電圧値の調整が施された包絡線信号及び基点電圧の差分に、基準電圧を加算した電圧を、高周波信号の振幅値を表す振幅検出信号として生成する。 In the present invention, the following voltage is obtained with respect to the base voltage generated inside the apparatus and the envelope signal obtained by performing envelope detection on a signal obtained by level-shifting the input high frequency signal by the base voltage. Make adjustments. That is, the voltage adjusting unit adjusts the voltage value of the base point voltage to be the voltage value of the reference voltage based on the voltage difference between the base point voltage and the predetermined reference voltage, and adjusts the above-mentioned envelope signal to this voltage difference. Level shift by the amount corresponding to. Then, the difference detection unit generates a voltage obtained by adding the reference voltage to the difference between the envelope signal and the base point voltage whose voltage values have been adjusted as described above, as an amplitude detection signal representing the amplitude value of the high frequency signal. ..
かかる構成によれば、製造バラツキ、温度変動、或いは電源電圧変動等に伴い、装置内部で生成された基点電圧に大幅な変動が生じても、この基点電圧の電圧値は所定の基準電圧の電圧値と等しくなるように調整される。これにより、基点電圧の電圧値を差分検出部の入力許容範囲内に収めることが可能となるので、入力許容範囲オーバに起因する差分検出部の誤動作が回避され、当該誤動作に起因する振幅検出信号の精度低下を防ぐことが可能となる。 According to this configuration, even if the base point voltage generated inside the device fluctuates significantly due to manufacturing variations, temperature fluctuations, power supply voltage fluctuations, etc., the voltage value of the base point voltage is the voltage of a predetermined reference voltage. Adjusted to be equal to the value. As a result, the voltage value of the base voltage can be kept within the input allowable range of the difference detection unit, so that the malfunction of the difference detection unit due to the input allowable range being exceeded is avoided, and the amplitude detection signal caused by the malfunction is avoided. It is possible to prevent a decrease in the accuracy of.
更に、差分検出部では、振幅検出信号を生成するにあたり、包絡線信号と基点電圧との差分に基準電圧を加えることにより、高周波信号が供給されていない状態での振幅検出信号の値を、基準電圧の電圧値と等しくなるようにしている。これにより、差分検出部での直流オフセットが除去されるので、製品の製造後、この差分検出部に対する直流オフセットの除去、或いは振幅検出信号に対する直流オフセット分の補正値を表す補正表の作成等の調整工程を省くことが可能となる。 Further, in the difference detection unit, when generating the amplitude detection signal, the reference voltage is applied to the difference between the envelope signal and the base point voltage, so that the value of the amplitude detection signal in the state where the high frequency signal is not supplied is used as a reference. It is made to be equal to the voltage value of the voltage. As a result, the DC offset in the difference detection unit is removed. Therefore, after the product is manufactured, the DC offset for the difference detection unit can be removed, or a correction table showing the correction value for the DC offset for the amplitude detection signal can be created. It is possible to omit the adjustment process.
よって、本発明によれば、製品出荷前の調整処理の手間を減らすと共に、製造バラツキ、温度変動、或いは電源電圧変動等に起因する精度低下を招くことなく、高周波信号の包絡線信号と基準電圧との差分を検出することが可能となる。 Therefore, according to the present invention, the time and effort of the adjustment process before shipping the product is reduced, and the envelope signal and the reference voltage of the high-frequency signal are not caused to cause a decrease in accuracy due to manufacturing variation, temperature fluctuation, power supply voltage fluctuation, or the like. It is possible to detect the difference between.
図1は、無線送信波を受信して情報データを取得する受信装置100の構成を表すブロック図である。図1において、アンテナ10は、無線送信波を受信して得られた高周波信号RFを、定電圧型の振幅検出部11及び可変利得アンプ12に供給する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
振幅検出部11は、高周波信号RFを受け、当該高周波信号RFの振幅値に対応した振幅検出信号VDTを生成して可変利得アンプ12に供給する。可変利得アンプ12は、振幅検出信号VDTにて示される電圧値に対応した利得で当該高周波信号RFの振幅を増幅した信号を受信信号RAとして周波数変換部13に供給する。周波数変換部13は、当該受信信号RAの周波数帯域を、所望の受信チャネルの周波数帯域に変換した信号を中間周波信号IFとして復調部14に供給する。復調部14は中間周波信号IFに対して所定の復調処理を施すことにより情報データを取得しこれを情報データ信号DATとして出力する。
The
上記した振幅検出部11、可変利得アンプ12、周波数変換部13及び復調部14は、単一の半導体ICチップに形成されている。尚、振幅検出部11、可変利得アンプ12、周波数変換部13及び復調部14については複数の半導体ICチップに分散して形成されていても良く、或いは、振幅検出部11だけが単独の半導体ICチップに形成されていても良い。
The
図2は、振幅検出部11の内部構成の一例を示す回路図である。図2に示すように、振幅検出部11は、検波回路110、基点電圧生成回路111、電圧調整回路112、及び差分検出回路113を有する。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the internal configuration of the
検波回路110は、キャパシタC1、nチャネルMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のトランジスタM3、抵抗R1及びR3を含む。
The
抵抗R1の一端には電源電圧VDDが印加されており、その他端は抵抗R3の一端及びトランジスタM3のソースに接続されている。抵抗R3の他端はトランジスタM3のゲート及びキャパシタC1の一端に接続されている。カップリングコンデンサとしてのキャパシタC1は、その他端で高周波信号RFを受け、直流成分を除去した高周波信号RFをトランジスタM3のゲートに供給する。トランジスタM3のドレインはラインL1に接続されている。 A power supply voltage VDD is applied to one end of the resistor R1, and the other end is connected to one end of the resistor R3 and the source of the transistor M3. The other end of the resistor R3 is connected to the gate of the transistor M3 and one end of the capacitor C1. The capacitor C1 as a coupling capacitor receives the high frequency signal RF at the other end, and supplies the high frequency signal RF from which the DC component is removed to the gate of the transistor M3. The drain of the transistor M3 is connected to the line L1.
基点電圧生成回路111は、nチャネルMOS型のトランジスタM4、抵抗R2及びR4を含む。尚、抵抗R2は、抵抗R1と同一の抵抗値を有し且つ抵抗R1と同一の絶縁材料で製造されたものである。抵抗R4は、抵抗R3と同一の抵抗値を有し且つ抵抗R3と同一の絶縁材料で製造されたものである。また、トランジスタM4は、トランジスタM3と同一のチャネル長及びチャネル幅を有し且つトランジスタM3と同一の半導体材料及び金属材料を用いて製造されたものである。
The base
抵抗R2の一端には電源電圧VDDが印加されており、その他端は抵抗R4の一端及びトランジスタM4のソースに接続されている。抵抗R4の他端はトランジスタM4のゲートに接続されている。トランジスタM4のドレインはラインL2に接続されている。 A power supply voltage VDD is applied to one end of the resistor R2, and the other end is connected to one end of the resistor R4 and the source of the transistor M4. The other end of the resistor R4 is connected to the gate of the transistor M4. The drain of the transistor M4 is connected to the line L2.
上記した構成により、基点電圧生成回路111は、電源電圧VDDに基づき基点電圧V2を生成しこれをラインL2に印加する。検波回路110は、高周波信号RFに対して包絡線検波を施す。尚、検波回路110における、キャパシタC1を除く回路構成、つまりトランジスタM3、抵抗R1及びR3は、基点電圧生成回路111の回路構成、つまりトランジスタM4、抵抗R2及びR4と同一である。これにより、検波回路110は、高周波信号RFを包絡線検波して得た信号を基点電圧V2の分だけレベルシフトした信号を包絡線信号V1として生成する。
With the above configuration, the base point
電圧調整回路112は、オペアンプOP1、nチャネルMOS型のトランジスタM1及びM2を含む。オペアンプOP1の非反転入力端には電圧値固定の基準電圧VREFが印加されており、反転入力端はラインL2に接続されている。また、オペアンプOP1の出力端は、トランジスタM1及びM2各々のゲートに接続されている。トランジスタM1のソースには接地電位GNDが印加されており、そのドレインはラインL1に接続されている。トランジスタM2のソースには接地電位GNDが印加されており、そのドレインはラインL2に接続されている。上記した接続により、オペアンプOP1は、ラインL2を介して反転入力端に印加された基点電圧V2と、基準電圧VREFとの電圧差に対応した調整電圧EGを生成し、トランジスタM1及びM2各々のゲートに供給する。
The
上記した構成により、電圧調整回路112は、基点電圧V2と基準電圧VREFとの電圧差(EG)に基づき、基点電圧V2の電圧値が基準電圧VREFの電圧値になるように調整すると共に、包絡線信号V1のレベルを当該電圧差(EG)に対応した分だけレベルシフトする。これにより、基点電圧V2の電圧値が基準電圧VREFと等しい電圧値となるので、高周波信号RFが入力されていない状態での包絡線信号V1及び基点電圧V2の電圧値が共に基準電圧VREFの電圧値と一致する。
With the above configuration, the
差分検出回路113は、反転増幅回路113a及び加算回路113bを含む。
The
反転増幅回路113aは、オペアンプOP2、及び互いに同一の抵抗値を有する抵抗Ra及びRbを含む。抵抗Raの一端はラインL1に接続されており、その他端はオペアンプOP2の反転入力端に接続されている。オペアンプOP2の反転入力端及び出力端間は抵抗Rbを介して接続されている。オペアンプOP2の非反転入力端には基準電圧VREFが印加されている。かかる構成により、反転増幅回路113aは、ラインL1を介して供給された包絡線信号V1を利得1で増幅しその位相を反転した信号を反転包絡線信号V1Bとして加算回路113bに供給する。
The inverting
加算回路113bは、オペアンプOP3と、互いに同一の抵抗値を有する抵抗Rc、Rd及びReと、を含む。抵抗Rcの一端には反転包絡線信号V1Bが供給されており、その他端はオペアンプOP3の反転入力端に接続されている。抵抗Rdの一端には基点電圧V2が印加されており、その他端はオペアンプOP3の反転入力端に接続されている。オペアンプOP3の反転入力端及び出力端間は抵抗Reを介して接続されている。オペアンプOP3の非反転入力端には基準電圧VREFが印加されている。かかる構成により、加算回路113bは、反転包絡線信号V1Bに基点電圧V2及び基準電圧VREFを加算した電圧値を有する信号を、振幅検出信号VDTとして生成する。
The
よって、これら反転増幅回路113a及び加算回路113bを含む差分検出回路113は、包絡線信号V1と基点電圧V2との差分に基準電圧VREGを加えた電圧値を有する信号を、振幅検出信号VDTとして生成する。
Therefore, the
以上、詳述したように、図2に示す振幅検出部11では、高周波信号RFが入力されていない状態では、包絡線信号V1及び基点電圧V2各々の電圧値は共に基準電圧VREFと等しくなる。すなわち、製造バラツキ、温度変動、或いは電源電圧変動に伴いトランジスタM4から出力される電圧自体が変動してしまっても、差分検出回路113に供給する基点電圧V2と、包絡線信号V1の振幅の基準値は、共に基準電圧VREFにて一定となる。
As described in detail above, in the
これにより、製造バラツキ、温度変動、或いは電源電圧変動に拘わらず、基点電圧V2の電圧値(VREF)をオペアンプOP3の入力許容範囲内に収めることができるようになる。よって、入力許容範囲オーバに起因する差分検出回路113の誤動作が回避されるので、当該誤動作に起因する振幅検出信号VDTの精度低下を防ぐことが可能となる。
As a result, the voltage value (VREF) of the base point voltage V2 can be kept within the input allowable range of the operational amplifier OP3 regardless of the manufacturing variation, the temperature fluctuation, or the power supply voltage fluctuation. Therefore, since the malfunction of the
更に、図2に示す差分検出回路113では、振幅検出信号VDTを生成するにあたり、包絡線信号V1と基点電圧V2との差分に基準電圧VREFを加えることにより、高周波信号RFが供給されていない状態での振幅検出信号VDTの値を、基準電圧VREFの電圧値と一致させている。
Further, in the
これにより、差分検出回路113での直流オフセット分が除去されるので、製品の製造後、この差分検出回路113に対する直流オフセットの除去、或いは振幅検出信号VDTに対する直流オフセット分の補正を促す補正表の作成等の調整工程を省くことが可能となる。
As a result, the DC offset in the
以上のように、図2に示す振幅検出部11によれば、製造後の調整処理の手間を減らすと共に、製造バラツキ、温度変動、或いは電源電圧変動等に起因する精度低下を招くことなく高周波信号RFの振幅値を検出することが可能となる。
As described above, according to the
尚、図2に示す実施例における差分検出回路113では、加算回路113bの出力信号を振幅検出信号VDTとして出力しているが、検出感度を高める為に加算回路113bの出力信号を増幅した信号を振幅検出信号VDTとして出力するようにしても良い。
In the
図3は、かかる点に鑑みて為された、振幅検出部11の内部構成の他の一例を示す回路図である。尚、図3に示す回路では、加算回路113bの後段に、縦続接続された2つの反転増幅回路113c及び113dを設けた点を除く他の構成は、図2に示すものと同一である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing another example of the internal configuration of the
図3において、反転増幅回路113cは、オペアンプOP4、抵抗Rf及びRgを含む。抵抗Rfの一端は加算回路113bのオペアンプOP3の出力端に接続されており、当該抵抗Rfの他端はオペアンプOP4の反転入力端に接続されている。オペアンプOP4の反転入力端及び出力端間は抵抗Rgを介して接続されている。オペアンプOP2の非反転入力端には基準電圧VREFが印加されている。尚、抵抗Rgの抵抗値は抵抗Rfの抵抗値よりも高い。
In FIG. 3, the inverting
かかる構成により、反転増幅回路113cは、加算回路113bのオペアンプOP3から出力された信号を利得1よりも大きい利得(Rg/Rf)で増幅し、その位相を反転させた位相反転増幅信号を反転増幅回路113dに供給する。
With this configuration, the inverting
反転増幅回路113dは、オペアンプOP5、抵抗Rh及びRiを含む。抵抗Rhの一端はオペアンプOP4の出力端に接続されており、当該抵抗Rhの他端はオペアンプOP5の反転入力端に接続されている。オペアンプOP5の反転入力端及び出力端間は抵抗Riを介して接続されている。オペアンプOP5の非反転入力端には基準電圧VREFが印加されている。尚、抵抗Riの抵抗値は抵抗Rhの抵抗値よりも高い。
The inverting
かかる構成により、反転増幅回路113dは、反転増幅回路113cのオペアンプOP4から出力された位相反転増幅信号を利得1よりも大きい利得(Ri/Rh)で増幅し、その位相を反転させた信号を振幅検出信号VDTとして出力する。
With this configuration, the inverting
したがって、振幅検出部11として、図3に示すような反転増幅回路113c及び113dを含む構成を採用すれば、図2に示す構成を採用した場合に比べて、振幅検出信号VDTの感度を高めることが可能となる。
Therefore, if the
尚、上記実施例では、振幅検出部11を、図1に示すように無線送信波を受信する受信装置100の高周波信号RFを増幅する可変利得アンプ12の利得を設定する為に用いているが、受信装置以外の他の機器で用いるようにしても良い。つまり、振幅検出部11に入力される信号は、無線送信波に対応した高周波信号以外の他の高周波信号であっても良い。
In the above embodiment, the
要するに、振幅検出部11としては、高周波信号(RF)の振幅を検出するにあたり、以下の検波部、基点電圧生成部、電圧調整部及び差分検出部を含むものであれば良いのである。
In short, the
基点電圧生成部(111)は、基点電圧(V2)を生成する。検波部(110)は、高周波信号(RF)を包絡線検波して得た信号を基点電圧の分だけレベルシフトした信号を包絡線信号(V1)として生成する。電圧調整部(112)は、基点電圧(V2)と所定の基準電圧(VREF)との電圧差(EG)に基づき、基点電圧の電圧値が基準電圧の電圧値となるように調整すると共に包絡線信号のレベルを当該電圧差に対応した分だけレベルシフトする。差分検出部(113)は、電圧調整部によってレベルシフトされた包絡線信号と電圧調整回路によって電圧値が調整された基点電圧との差分に、基準電圧を加算した電圧を、高周波信号(RF)の振幅を表す振幅検出信号(VDT)として生成する。 The base point voltage generation unit (111) generates the base point voltage (V2). The detection unit (110) generates a signal obtained by performing envelope detection of a high frequency signal (RF) and level-shifting the signal by the amount of the base point voltage as an envelope signal (V1). The voltage adjusting unit (112) adjusts and encloses the voltage value of the base point voltage to be the voltage value of the reference voltage based on the voltage difference (EG) between the base point voltage (V2) and the predetermined reference voltage (VREF). The level of the line signal is level-shifted by the amount corresponding to the voltage difference. The difference detection unit (113) uses a high-frequency signal (RF) to obtain a voltage obtained by adding a reference voltage to the difference between the envelope signal level-shifted by the voltage adjustment unit and the base voltage whose voltage value is adjusted by the voltage adjustment circuit. It is generated as an amplitude detection signal (VDT) representing the amplitude of.
11 振幅検出部
110 検波回路
111 基点電圧生成回路
112 電圧調整回路
113 差分検出回路
M1〜M4 トランジスタ
OP1〜OP5 オペアンプ
11
Claims (7)
基点電圧を生成して第2のラインに送出する基点電圧生成部と、
前記高周波信号を包絡線検波して得た信号を前記基点電圧の分だけレベルシフトした信号を包絡線信号として生成し、第1のラインに送出する検波部と、
前記基点電圧と所定の基準電圧との電圧差に基づき、前記第2のラインの電圧の電圧値が前記基準電圧の電圧値になるように調整すると共に前記包絡線信号のレベルを前記電圧差に対応した分だけレベルシフトする電圧調整部と、
前記電圧調整部によってレベルシフトされた前記包絡線信号と前記電圧調整部によって電圧値が調整された前記第2のラインの電圧との差分に、前記基準電圧を加算した電圧を前記高周波信号の振幅を表す振幅検出信号として生成する差分検出部と、を有することを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device that detects the amplitude of high-frequency signals.
A base voltage generator that generates a base voltage and sends it to the second line,
An envelope detector that generates a signal obtained by subjecting the high-frequency signal to envelope detection and level-shifting the signal by the amount of the base point voltage as an envelope signal and transmits the signal to the first line .
Based on the voltage difference between the base point voltage and the predetermined reference voltage, the voltage value of the voltage of the second line is adjusted to be the voltage value of the reference voltage, and the level of the envelope signal is set to the voltage difference. A voltage adjuster that shifts the level by the corresponding amount,
The amplitude of the high-frequency signal is obtained by adding the reference voltage to the difference between the envelope signal level-shifted by the voltage adjusting unit and the voltage of the second line whose voltage value is adjusted by the voltage adjusting unit. A semiconductor device comprising: a difference detection unit generated as an amplitude detection signal representing the above.
前記高周波信号を自身の制御端で受け、この制御端で受けた前記高周波信号に対応した信号を前記包絡線信号として前記第1のラインに供給する第1のトランジスタと、
前記第1のトランジスタの前記制御端に所定電圧を印加する第1の抵抗と、を含み、
前記基点電圧生成部は、
自身の制御端の電位に基づき前記基点電圧を生成して前記第2のラインに印加する第2のトランジスタと、
前記第2のトランジスタの前記制御端に前記所定電圧を印加する第2の抵抗と、を含み、
前記電圧調整部は、
前記第2のラインに反転入力端が接続されており且つ前記基準電圧が非反転入力端に印加されている第1のオペアンプと、
前記第1のオペアンプの出力電圧を自身の制御端で受け、この制御端で受けた前記出力電圧に応じて前記第1のラインの電圧値を調整する第3のトランジスタと、
前記第1のオペアンプの出力電圧を自身の制御端で受け、この制御端で受けた前記出力電圧に応じて前記第2のラインの電圧値を調整する第4のトランジスタと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 The detection unit
Receiving said high frequency signal at its control terminal, a first transistor for supplying a signal corresponding to the high frequency signal received by the control terminal in the first line as the envelope signal,
Includes a first resistor that applies a predetermined voltage to the control end of the first transistor.
The base voltage generator
A second transistor to be applied to the second line and generates the base voltage based on the potential of its control terminal,
Includes a second resistor that applies the predetermined voltage to the control end of the second transistor.
The voltage adjusting unit
A first operational amplifier in which the inverting input end is connected to the second line and the reference voltage is applied to the non-inverting input terminal.
A third transistor that receives the output voltage of the first operational amplifier at its own control end and adjusts the voltage value of the first line according to the output voltage received at this control end.
It is characterized by including a fourth transistor that receives the output voltage of the first operational amplifier at its own control end and adjusts the voltage value of the second line according to the output voltage received at the control end. The semiconductor device according to claim 1.
前記第1のラインに供給された前記包絡線信号の位相を反転し且つ利得1で増幅した反転包絡線信号を生成する反転増幅回路と、
前記反転包絡線信号に、前記第2のラインの電圧と前記基準電圧とを加算した信号を前記振幅検出信号として出力する加算回路と、を含むことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The difference detection unit
An inverting amplifier circuit that inverts the phase of the envelope signal supplied to the first line and generates an inverted envelope signal amplified with a gain of 1.
The inverted envelope signal, a semiconductor according to claim 2, characterized in that it comprises a summing circuit for outputting a signal obtained by adding said reference voltage and voltage of the second line as said amplitude detection signal apparatus.
前記第1のラインに一端が接続されている第3の抵抗と、
前記第3の抵抗の他端に自身の反転入力端が接続されており、自身の非反転入力端に前記基準電圧が印加されている第2のオペアンプと、
前記第2のオペアンプの出力端及び反転入力端間に接続されている第4の抵抗と、を含み、
前記加算回路は、
前記第2のオペアンプの出力端に一端が接続されている第5の抵抗と、
前記第2のラインに一端が接続されている第6の抵抗と、
前記第5及び第6の抵抗各々の他端が自身の反転入力端に接続されており、自身の非反転入力端に前記基準電圧が印加されている第3のオペアンプと、
前記第3のオペアンプの出力端及び反転入力端間に接続されている第7の抵抗と、を含むことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。 The inverting amplifier circuit
With a third resistor whose end is connected to the first line,
A second operational amplifier in which its own inverting input end is connected to the other end of the third resistor and the reference voltage is applied to its non-inverting input end.
Includes a fourth resistor connected between the output end and the inverting input end of the second operational amplifier.
The adder circuit
A fifth resistor with one end connected to the output end of the second operational amplifier,
A sixth resistor with one end connected to the second line,
A third operational amplifier in which the other ends of the fifth and sixth resistors are connected to their own inverting input ends and the reference voltage is applied to their own non-inverting input ends.
The semiconductor device according to claim 3, further comprising a seventh resistor connected between an output end and an inverting input end of the third operational amplifier.
前記第1のラインに供給された前記包絡線信号の位相を反転し且つ利得1で増幅した反転包絡線信号を生成する第1の反転増幅回路と、
前記反転包絡線信号に、前記第2のラインの電圧と前記基準電圧とを加算した加算信号を出力する加算回路と、
前記加算信号の位相を反転し且つ利得1以上で増幅した増幅信号を生成する第2の反転増幅回路と、
前記増幅信号の位相を反転し且つ利得1以上で増幅した信号を前記振幅検出信号として生成する第3の反転増幅回路と、を含むことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。 The difference detection unit
A first inverting amplifier circuit that inverts the phase of the envelope signal supplied to the first line and generates an inverted envelope signal amplified with a gain of 1.
The inverted envelope signal, an adding circuit for outputting a sum signal obtained by adding said reference voltage and voltage of the second line,
A second inverting amplifier circuit that inverts the phase of the added signal and generates an amplified signal amplified with a gain of 1 or more.
The semiconductor device according to claim 2, further comprising a third inverting amplifier circuit that inverts the phase of the amplified signal and generates a signal amplified with a gain of 1 or more as the amplitude detection signal.
前記第1のラインに一端が接続されている第3の抵抗と、
前記第3の抵抗の他端に自身の反転入力端が接続されており、自身の非反転入力端に前記基準電圧が印加されている第2のオペアンプと、
前記第2のオペアンプの出力端及び反転入力端間に接続されている第4の抵抗と、を含み、
前記加算回路は、
前記第2のオペアンプの出力端に一端が接続されている第5の抵抗と、
前記第2のラインに一端が接続されている第6の抵抗と、
前記第5及び第6の抵抗各々の他端が自身の反転入力端に接続されており、自身の非反転入力端に前記基準電圧が印加されている第3のオペアンプと、
前記第3のオペアンプの出力端及び反転入力端間に接続されている第7の抵抗と、を含み、
前記第2の反転増幅回路は、
前記第3のオペアンプの出力端に一端が接続されている第8の抵抗と、
前記第8の抵抗の他端に自身の反転入力端が接続されており、自身の非反転入力端に前記基準電圧が印加されている第4のオペアンプと、
前記第4のオペアンプの出力端及び反転入力端間に接続されている第9の抵抗と、を含み、
前記第3の反転増幅回路は、
前記第3のオペアンプの出力端に一端が接続されている第10の抵抗と、
前記第10の抵抗の他端に自身の反転入力端が接続されており、自身の非反転入力端に前記基準電圧が印加されている第5のオペアンプと、
前記第5のオペアンプの出力端及び反転入力端間に接続されている第11の抵抗と、を含むことを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。 The first inverting amplifier circuit
With a third resistor whose end is connected to the first line,
A second operational amplifier in which its own inverting input end is connected to the other end of the third resistor and the reference voltage is applied to its non-inverting input end.
Includes a fourth resistor connected between the output end and the inverting input end of the second operational amplifier.
The adder circuit
A fifth resistor with one end connected to the output end of the second operational amplifier,
A sixth resistor with one end connected to the second line,
A third operational amplifier in which the other ends of the fifth and sixth resistors are connected to their own inverting input ends and the reference voltage is applied to their own non-inverting input ends.
Includes a seventh resistor connected between the output end and the inverting input end of the third operational amplifier.
The second inverting amplifier circuit
An eighth resistor with one end connected to the output end of the third operational amplifier,
A fourth operational amplifier in which its own inverting input end is connected to the other end of the eighth resistor and the reference voltage is applied to its own non-inverting input end.
Includes a ninth resistor connected between the output end and the inverting input end of the fourth operational amplifier.
The third inverting amplifier circuit is
A tenth resistor whose one end is connected to the output end of the third operational amplifier,
A fifth operational amplifier in which its own inverting input end is connected to the other end of the tenth resistor and the reference voltage is applied to its own non-inverting input end.
The semiconductor device according to claim 5, further comprising an eleventh resistor connected between an output end and an inverting input end of the fifth operational amplifier.
基点電圧を生成すると共に前記高周波信号を包絡線検波して得た信号を前記基点電圧の分だけレベルシフトした信号を包絡線信号として生成する第1のステップと、
前記基点電圧と所定の基準電圧との電圧差に基づき、前記基点電圧の電圧値が前記基準電圧の電圧値になるように調整すると共に前記包絡線信号のレベルを前記電圧差に対応した分だけレベルシフトする第2のステップと、
前記第2のステップでレベルシフトされた前記包絡線信号と前記第2のステップで電圧値が調整された前記基点電圧との差分に、前記基準電圧を加算した電圧を前記高周波信号の振幅を表す振幅検出信号として生成する第3のステップと、を有することを特徴とする振幅検出方法。 This is an amplitude detection method that detects the amplitude of high-frequency signals.
A first step of generating the partial level shifted signal of the base point voltage signal of the high frequency signal obtained by envelope detection to generate a base point voltage as follicle絡線signal,
Based on the voltage difference between the base point voltage and the predetermined reference voltage, the voltage value of the base point voltage is adjusted to be the voltage value of the reference voltage, and the level of the envelope signal is adjusted by the amount corresponding to the voltage difference. The second step to level shift and
The voltage obtained by adding the reference voltage to the difference between the envelope signal whose level has been shifted in the second step and the base point voltage whose voltage value has been adjusted in the second step represents the amplitude of the high frequency signal. An amplitude detection method comprising a third step of generating as an amplitude detection signal.
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