发明名称 具有宽大线性动态范围的温度补偿增益控制放大器
摘要 一种具有温度补偿用之独立装置之高动态范围线性自动增益控制(AGC)电路。本发明之此种温度补偿电路可用于例如一收发机,其为补偿接收机及发射机增益之一闭合回路AGC电路中,以确使渠等之轨迹密切地在温度,频率及负载阻抗之范围上。温度补偿信号系耦合于一场效应电晶体(FET)放大器中两闸极之一,以在温度,频率及负载阻抗之范围方面保持一恒定之增益函数。发射机放大器之热补偿则系获自接收机放大器之热补偿信号。
申请公布号 TW237576 申请公布日期 1995.01.01
申请号 TW083105662 申请日期 1994.06.22
申请人 奎康公司 发明人 J.迈克.普林斯;理查.E.惠特理三世;凯瑟琳.W.怀特
分类号 H03G3/28;H04B1/12 主分类号 H03G3/28
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种放大具有大动态范围之一输入信号,而使以 分贝为 单位之该信号增益为一功率控制信号之线性函数 之方法, 该方法包含下列之各步骤:(a)根据第一预定特性曲 线, 产生对应于该功率控制信号之第一补偿信号;(b)根 据第 二预定特性曲线,产生对应于温度之第二补偿信号 ;(c) 以对应于该第一与第二补偿信号之组合之一信号 增益因数 放大该输入信号及提供一对应之一输出信号,以分 贝为单 位之该信号增益因数为该功率控制信号之一线性 函数而与 一预定范围之温度无关。2.根据申请专利范围第1 项之方法,其中该放大步骤(c) 包含下列之各步骤:(c.1)以该第一及第二补偿信号 所决 定之输入增益位准,放大该输入信号及提供一对应 之第一 经放大信号;(c.2)将该第一经放大信号滤波;及(c.3) 以 该等第一及第二补偿信号所决定之输出增益位准 放大该滤 波过之第一经放大的信号及提供对应之一输出信 号。3.根据申请专利范围第2项之方法,其中该第一 产生步骤 (a)包含下列之各步骤:(a.1)当该功率控制信号在第 一预 定位准以下时,根据第一增益补偿函数修正该功率 控制信 号;及(a.2)当功率控制信号在第一预定位准以上时, 根 据第二增益补偿函数修正该功率控制信号。4.一 种用以放大具有信号增益之一输入信号之电路,该 信 号增益系以分贝为单位并系功率控制信号之与温 度无关之 一线性函数;该电路包含:第一补偿器装置,用以接 收该 功率控制信号,及根据第一预定特性曲线产生响应 于该功 率控制信号之一对应第一补偿信号;第二补偿器装 置,用 以根据第二预定特性曲线产生响应于温度之第二 补偿信号 ;及耦合于该第一及第二补偿器装置之放大器装置 ,用以 接收该输入信号及第一与第二补偿信号;以对应于 第一与 第二补偿信号组合之一信号增益因数放大该输入 信号,及 提供对应之一输出信号,以分贝为单位之该信号增 益因数 为该功率控制信号之一线性函数,并与一预定范围 之温度 无关。5.根据申请专利范围第4项之电路,其中该放 大器装置包 含:输入放大器装置,用以接收该输入信号及第一 与第二 补偿信号,以相当于第一与第二补偿信号组合之一 输入增 益放大该输入信号,及提供对应之输入放大器装置 输出信 号;耦合于该输入放大器装置之滤波器装置,用以 接收该 输入放大器装置输出信号及将其滤波;以及耦合于 该滤波 器装置之输出放大器装置,用以接收经滤波之输入 放大器 装置输出信号及第一与第二补偿信号,以对应于第 一与第 二补偿信号组合之一输出增益位准放大该经滤波 之输入放 大器装置输出信号,以及提供对应之输出放大器装 置输出 信号。6.根据申请专利范围第5项之电路,其中:该 滤波器装置 具有一预定之输入及输出阻抗;该输入放大器装置 乃另用 以提供一选定之输出阻抗,以匹配该滤波器装置输 入阻抗 ;以及该输出放大器装置乃另用以提供一选定之输 入阻抗 ,以匹配该滤波器装置输出阻抗。7.根据申请专利 范围第6项之电路,其中该输入及输出放 大器装置各包含一场效应电晶体(FET)放大器。8.根 据申请专利范围第4项之电路,其中该第一补偿器 装 置包含:一运算放大器,具有能接收一基准电压之 一非反 相输入,能接收一AGC信号之一反相输入,并有一输 出; 及一非线性反馈网路,耦合于该运算放大器输出及 该反相 输入之间。9.根据申请专利范围第4项之电路,其中 该第二补偿器装 置包含:一运算放大器,具有能接收一基准电压之 一非反 相输入,并有一反相输入及一输出;以及耦合于该 非反相 输入之一热阻器。10.与产生一AGC信号之自动增益 控制(AGC)电路合用之一 放大器电路,用以响应于该AGC信号而提供在高动态 范围 之一输入信号之功率增益控制,而使dB为单位之该 输入信 号功率增益乃为该AGC控制信号之一线性函数者;该 放大 器电路包含:一第一补偿电路,具有一输入及一输 出,该 第一补偿电路能在其输入处接收AGC信号,及能根据 一或 更多之预定增益补偿特性曲线修正该AGC信号,俾在 第一 补偿电路输出处供给一修正之AGC信号;一第二补偿 电路 ,具有一输出,该第二补偿电路能感测该放大器电 路之周 围温度,并能根据一或更多之预定温度补偿特性曲 线在该 第二补偿电路输出处提供一温度补偿信号;一放大 器,具 有多个输入及至少一输出,该等放大器输入中之第 一输入 系耦合于该第一补偿电路之输出,该等放大器输入 中之第 二输入系耦合于该第二补偿电路之输出,及该等放 大器输 入中之第三输入能接收该输入信号,该放大器具有 对该 AGC信号为片段式线性及以分贝为单位之增益范围 之各部 分及该放大器增益范围对于修正之AGC为线性,而与 放大 器电路周围温度无关。11.根据申请专利范围第10 项之放大器电路,其中该放大 器包含:一第一放大器,具有多个输入及一输出,该 等放 大器输入中之第一输入系耦合于第一补偿电路输 出,该等 放大器输入中之第二输入系耦合于第二补偿电路 输出及该 等放大器输入中之第三输入能接收该输入信号,该 放大器 具有对该AGC信号为片段式直线性并以分贝为单位 之一增 益范围之各部分,及该第一信号放大器增益范围对 于修正 之AGC信号系属以分贝为单位之直线性,一滤波器, 具有 耦合于该第一放大器输出之一输入并有一输出,及 一第二 放大器,具有多个输入及一输出,该等第二放大器 输入中 之第一输入系耦合于第一补偿电路输出,其第二输 入系耦 合于第二补偿电路输出,及其第三输入系耦合于该 滤波器 输出,该第二放大器具有对于AGC信号为片段式直线 性及 以分贝为单位之增益范围之各部分,及该第二放大 器增益 范围对于修正之AGC信号系属以dB为单位之直线性 。12.根据申请专利范围第11项之电路,其中第一及 第二放 大器各包含一个双闸场效应电晶(FET)放大器。13. 根据申请专利范围第11项之放大器电路,其中第一 补 偿电路包含:一运算放大器,具有能接收基准电压 之一非 反相输入;能接收AGC信号之一反相输入,及一输出; 以 及一非线性反馈网路,耦合于该运算放大器输出与 该反相 输入之间。14.根据申请专利范围第11项之放大器 电路,其中第二补 偿电路包含:一运算放大器,具有能接收基准电压 之一非 反相输入,能接收AGC信号之一反相输入及一输出; 以及 耦合于该非反相输入之一热阻器。15.在具有一接 收机放大器及一发送机放大器之收发机中 ,一种用以响应于一收到信号之测得振幅以放大一 发送机 信号,而使放大之发送机信号之振幅在振幅与温度 之一预 定范围上面与所测量收到信号之振幅成反比之方 法,该方 法包含下列之任意步骤:(a)响应于所收到信号产生 一收 到信号强度指示(RSSI)信号,表示以分贝为单位之经 测量 得之收到信号之振幅;(b)根据至少一预定特性曲线 ,产 生响应于该RSSI信号之第一接收机补偿信号(RCS)及 第一 发送机补偿信号(TCS);(c)根据至少一预定特性曲线, 产 生响应于收发机周围温度之第二RCS及第二TCS,以及 (d) 以对应于第一TCS及第二TCS组合之一信号增益因数 放大该 发送机信号。16.根据申请专利范围第15项之方法, 其中第二产生步骤( b)包括下列之各步骤:(b.1)根据预定之接收机特性 曲线 ,产生响应于该RSSI信号之第一RCS,及(b.2)根据第一 预 定发送机特性曲线,产生响应于该第一RCS之第一TCS 。17.根据申请专利范围第16项之方法,其中第三产 生步骤( c)包括下列之各步骤:(c.1)根据预定之温度特性曲 线, 产生响应于所述周围温度之第二RCS,(c.2)根据第二 预定 发送机特性曲线,产生响应于第二RCS之第二TCS。18. 在一种具有一接收机放大器及一发送机放大器之 收发 机中,该发送机放大器具有一发送机输入信号及产 生一发 送机输出信号,一发送机放大器自动增益控制(AGC) 电路 包含:测量装置,耦合于该接收机放大器,用以测量 来自 该接收机放大器之一可变功率之收到信号,及产生 表示该 收到信号之功率之一收到信号强度指示(RSSI)信号; 积分 装置,耦合于该测量装置,用以接收相当于发送机 放大器 输出信号之所要功率位准之一功率控制信号;对 RSSI信号 与功率控制信号间之差作有关时间之积分,及产生 一第一 控制信号;第一补偿器装置,耦合于该接收机放大 器及发 送机放大器,用以接收第一控制信号及根据第一预 定特性 曲线,产生响应于上述接收之对应第一补偿信号; 第二补 偿器装置,用以根据第二预定特性曲线,产生响应 于该收 发机周围温度之第二补偿信号;及放大器装置,耦 合于该 第一及第二补偿器装置,用以接收该发送机输入信 号及第 一与第二补偿信号;以相当于第一与第二补偿信号 组合之 一信号增益因数,放大发送机输入信号,及产生发 送机输 出信号,该以分贝为单位之信号增益因数为在信号 功率与 温度之一预定范围以分贝单位之接收机信号功率 之一线性 函数。19.根据申请专利范围第18项之AGC电路,其中 该放大器装 置包含:输入放大器装置,用以接收该输入信号,及 第一 与第二补偿信号;以相当于该第一与第二补偿信号 组合之 输入增益,放大该输入信号;及提供对应之输入放 大器装 置输出信号;滤波器装置,耦合于该输入放大器装 置,用 以接收该输入放大器装置输出信号及将其滤波;以 及输出 放大器装置,耦合于该滤波器装置,用以接收经滤 波之输 入放大器装置输出信号及第一与第二补偿信号;以 相当于 该第一与第二补偿信号组合之一输出增益位准,放 大经滤 波之输入放大器装置输出信号;及提供对应之输出 放大器 装置输出信号。20.根据申请专利范围第19项之AGC 电路,其中:该滤波器 装置具有预定之输入及输出阻抗;该输入放大器装 置另用 以提供一选择之输出阻抗,俾与该滤波器装置输入 阻抗相 匹配;及该输出放大器装置另用以提供一选择之输 入阻抗 ,俾与该滤波器装置输出阻抗相匹配。21.根据申请 专利范围第20项之AGC电路,其中该输入与输 出放大器装置各包含一场效应电晶体(FET)放大器 。22.一种电路,包含具有一输出之一温度感测电路 ;具有 一输出之一增益设定电路;及一双闸场效应电晶体 电路, 具有耦合于该温度感测电路输出之第一闸极端及 耦合于该 增益设定电路输出之第二闸极端。23.根据申请专 利范围第22项之电路,其中该双闸场效应 电晶体另包含:一偏压电路,耦合于该双闸场效应 电晶体 电路之一吸极端及一源极端;一类比信号接收电路 ,耦合 于该第一闸极端;及一放大输出信号电路,耦合于 该吸极 端。24.根据申请专利范围第23项之电路,其中该类 比信号接 收电路包含设以具有一谐振频率之谐振振荡回路 之一电感 器。25.根据申请专利范围第23项之电路,其中该放 大信号输 出电路包含设以具有一谐振频率之谐振振荡回路 之一电感 器。26.根据申请专利范围第22项之电路,其中该温 度感测电 路包含一热阻器。图1显示纳入本发明之热补偿方 法之一 种例示性增益控制收发机放大器电路之功能方块 图;图2 提供应用本发明温度补偿电路之单一两级放大器 之简单方 块图;图3及图4为来自图1及2之温度及装置补偿控 制 电路之例示具体实例;图5为图1之接收机放大器之 例示 具体实例;图6为图1之发收机放大器之例示具体实 例; 图7为显示作为温度之函数之一对数装置增益控制 比率; 图8显示第一闸极电压对增益控制之斜度之影响; 图9显 示在加入图3之温度补偿控制电路后作为装置补偿 电压之
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