一种可调增益均衡器 |
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| 申请号 | CN202011195637.2 | 申请日 | 2020-10-31 | 公开(公告)号 | CN112311345B | 公开(公告)日 | 2023-03-10 |
| 申请人 | 拓维电子科技(上海)有限公司; | 发明人 | 陈林辉; 刘志哲; 聂利鹏; 田帆; 杜景超; 曹玉雄; | ||||
| 摘要 | 本公开的 实施例 提供了一种可调增益均衡器。所述可调增益均衡器包括第一射频端口RF_IN、第二射频端口RF_OUT、第一谐振单元、第二谐振单元、第三传输线TL3；第一谐振单元包括第一NMOS管M1、第二NMOS管M2与第一传输线TL1；第二谐振单元包括第三NMOS管M3、第四NMOS管M4与第二传输线TL2。所述可调增益均衡器2比特可调，具有四种均衡模式，可满足不同使用需求；采用CMOS工艺，具有低损耗、低成本、易集成等优势；采用晶体管寄生优化技术和深N阱工艺体悬浮技术，降低晶体管寄生电容和衬底噪声的影响，降低插入损耗，提高线性度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可调增益均衡器，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种可调增益均衡器技术领域背景技术[0002] 无线通信技术的发展对无线收发机射频前端的研究提出了更高的要求。采用分立元件实现的无线收发机射频前端价格昂贵、体积庞大，不能满足日益增长的应用需求。CMOS硅基工艺具有功耗低、面积小、成本低、速度快、集成度高、抗干扰能力强等优势，已成为大规模集成电路的主流工艺技术。 [0003] 在无线收发机射频前端系统中，多级放大电路的级联易造成较大的增益波动，导致信号发生畸变，影响系统的通信质量和传输速度。均衡器可产生与原系统相反的增益曲线，保证信号在带内各频点处幅度一致。传统均衡器的增益斜率固定，只能补偿特定的增益曲线，应用局限性很大。发明内容 [0004] 根据本公开的实施例，提供了一种可调增益均衡器。该可调增益均衡器包括第一射频端口RF_IN、第二射频端口RF_OUT、第一谐振单元、第二谐振单元、第三传输线TL3；其中，第一谐振单元包括第一NMOS管M1、第二NMOS管M2与第一传输线TL1，第一NMOS管M1与第二NMOS管M2并联，第一NMOS管M1的漏极、第二NMOS管M2的漏极连接第一射频端口RF_IN和第三传输线TL3的一端，第一NMOS管M1的源极、第二NMOS管M2的源极连接第一传输线TL1的一端；第一传输线TL1另一端悬空；第二谐振单元包括第三NMOS管M3、第四NMOS管M4与第二传输线TL2，第三NMOS管M3与第四NMOS管M4并联，第三NMOS管M2的漏极、第四NMOS管M4的漏极连接第二射频端口RF_OUT和第三传输线TL3的一端，第三NMOS管M3的源极、第四NMOS管M4的源极连接第二传输线TL2的一端；第二传输线TL2另一端悬空。 [0005] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，第一NMOS管M1、第二NMOS管M2，第三NMOS管M3、第四NMOS管M4为深N阱NMOS管。 [0006] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，第一传输线TL1、第二传输线TL2长度为四分之一波长。 [0007] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4采用晶体管寄生优化技术，在栅极分别通过串联电阻连接对应地控制端；衬底分别通过串联电阻接地。 [0008] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4的栅极分别连接第一控制端Vc1、第二控制端Vc2、第三控制端Vc3、第四控制端Vc4。 [0009] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4断开，所述可调增益均衡器工作在第一均衡模式；第一NMOS管M1、第三NMOS管M3断开，第二NMOS管M2、第四NMOS管M4导通，所述可调增益均衡器工作在第二均衡模式；第一NMOS管M1、第三NMOS管M3导通，第二NMOS管M2、第四NMOS管M4断开，所述可调增益均衡器工作在第三均衡模式；第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4导通，所述可调增益均衡器工作在第四均衡模式。 [0010] 如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当控制端为低电平，对应的NMOS管断开；当控制端为高电平，对应的NMOS管导通。 [0012] 结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中： [0013] 图1示出了根据本公开实施例的可调增益均衡器的结构示意图。 具体实施方式[0014] 为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。 [0015] 另外，本文中术语“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，例如，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，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。 [0016] 图1是根据本公开实施例的可调增益均衡器的结构示意图，如图1所示，所述可调增益均衡器包括： [0017] 包括第一射频端口RF_IN、第二射频端口RF_OUT、第一谐振单元、第二谐振单元、第三传输线TL3；其中， [0018] 第一谐振单元包括第一NMOS管M1、第二NMOS管M2与第一传输线TL1，[0019] 第一NMOS管M1与第二NMOS管M2并联，第一NMOS管M1的漏极、第二NMOS管M2的漏极连接第一射频端口RF_IN和第三传输线TL3的一端，第一NMOS管M1的源极、第二NMOS管M2的源极连接第一传输线TL1的一端；第一传输线TL1为开路传输线枝节，另一端悬空； [0020] 第二谐振单元包括第三NMOS管M3、第四NMOS管M4与第二传输线TL2，[0021] 第三NMOS管M3与第四NMOS管M4并联，第三NMOS管M2的漏极、第四NMOS管M4的漏极连接第二射频端口RF_OUT和第三传输线TL3的一端，第三NMOS管M3的源极、第四NMOS管M4的源极连接第二传输线TL2的一端；第二传输线TL2为开路传输线枝节，另一端悬空。 [0022] 在一些实施例中，第一传输线TL1、第二传输线TL2长度为四分之一波长。 [0023] 在一些实施例中，第三传输线TL3用于两级谐振单元的级间匹配。 [0024] 在一些实施例中，所述可调增益均衡器包括四种均衡模式，分别实现四种均衡量； [0025] 第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4断开，所述可调增益均衡器工作在第一均衡模式； [0026] 第一NMOS管M1、第三NMOS管M3断开，第二NMOS管M2、第四NMOS管M4导通，所述可调增益均衡器工作在第二均衡模式； [0027] 第一NMOS管M1、第三NMOS管M3导通，第二NMOS管M2、第四NMOS管M4断开，所述可调增益均衡器工作在第三均衡模式； [0028] 第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4导通，所述可调增益均衡器工作在第四均衡模式。 [0029] 其中，第一NMOS管M1、第三NMOS管M3尺寸相同，第二NMOS管M2、第四NMOS管M4尺寸相同。 [0030] 在一些实施例中，第二NMOS管M2、第四NMOS管M4的尺寸与第一NMOS管M1、第三NMOS管M3的尺寸为倍数关系，例如两倍。通过第二NMOS管M2、第四NMOS管M4的尺寸与第一NMOS管M1、第三NMOS管M3的尺寸的选择，可以实现不同的增益调节。 [0031] 在一些实施例中，第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4分别由第一控制端Vc1、第二控制端Vc2、第三控制端Vc3、第四控制端Vc4控制；当控制端为低电平，例如0V，对应的NMOS管断开；当控制端为高电平，例如1V，对应的NMOS管导通。 [0032] 在一些实施例中，第一控制端Vc1、第三控制端Vc3相连，第二控制端Vc2、第四控制端Vc4相连，由2比特数字信号控制，有低电平、高电平两种状态，分别控制第一NMOS管M1、第三NMOS管M3、第二NMOS管M2、第四NMOS管M4，其中，第一NMOS管M1、第三NMOS管M3的状态相同，第二NMOS管M2、第四NMOS管M4的状态相同。 [0033] 在一些实施例中，第一NMOS管M1的栅极连接第一控制端Vc1、第二NMOS管M2的栅极连接第二控制端Vc2、第三NMOS管M3的栅极连接第三控制端Vc3、第四NMOS管M4的栅极连接第四控制端Vc4。 [0034] 在一些实施例中，第一NMOS管M1、第二NMOS管M2、第三NMOS管M3、第四NMOS管M4均采用晶体管寄生优化技术，栅极分别串联高欧姆的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4用来提高隔离度，以降低栅极和源极间寄生电容、栅极和漏极间寄生电容的影响；衬底分别通过串联高欧姆的第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7和第八电阻R8接地，用于体端悬浮，以减小衬底寄生电容的影响，降低插入损耗，提高线性度，并且，为了进一步提高隔离度，所有体悬浮电阻的阻值都应足够大。其中，第一NMOS管M1的栅极连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接第一控制端Vc1；第二NMOS管M2的栅极连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接第二控制端Vc2；第三NMOS管M3的栅极连接第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端连接第三控制端Vc3；第四NMOS管M4的栅极连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端连接第四控制端Vc4。第一NMOS管M1的体端连接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接地；第二NMOS管M2的体端连接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接地；第三NMOS管M3的体端连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端接地；第四NMOS管M4的体端连接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接地。 [0035] 在一些实施例中，电阻R1‑R8均为10K欧姆。 [0036] 根据本公开的实施例，实现了以下技术效果： [0037] (1)2比特可调，具有四种均衡模式，可满足不同使用需求； [0038] (2)采用CMOS工艺，具有低损耗、低成本、易集成等优势； [0039] (3)采用晶体管寄生优化技术和深N阱工艺体悬浮技术，降低晶体管寄生电容和衬底噪声的影响，降低插入损耗，提高线性度。 [0040] 本领域技术人员应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本公开所必须的。虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。 [0041] 尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。 |
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