自動增益控制電路制造技術

在自動增益控制電路中，峰值檢測電路檢測并輸出可變增益電路的輸出信號的峰值電壓。平均值檢測/輸出幅度設置電路檢測可變增益電路的輸出信號的平均值電壓，輸出幅度為可變增益電路所需輸出幅度1/2的電壓與平均值電壓相加獲得的電壓。放大電路對峰值檢測電路和平均值檢測/輸出幅度設置電路的輸出電壓之差放大，向可變增益電路輸出增益控制信號，來控制可變增益電路的增益。峰值檢測電路中從接收可變增益電路的輸出信號的輸入端口到向放大電路輸出電壓的輸出端口的路徑上晶體管基極-發射極結的個數等于平均值檢測/輸出幅度設置電路中從接收可變增益電路的輸出信號的輸入端口到向放大電路輸出電壓的輸出端口的路徑上晶體管基極-發射極結的個數。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種自動增益控制電路，其自動地控制半導體集成電路中可變增益電路的增益。
技術介紹
常規上，自動增益控制電路已經用作跨阻(transimpedance)放大電路的構成元件，跨阻放大電路同時將微小光電流轉換為電壓信號并對其進行放大。圖4示出了非專利文獻 I (Kimikazu Sano 等人A Wideband Low-distorted ROSA for VideoDistribution Service based on FM Conversion Scheme , ECOC 2007 Proceedings,Vol. 3，pp. 167-168,2007)中公開的跨阻放大電路的結構。 跨阻核心電路I將由諸如光電二極管(未示出)之類的光接收元件獲得的電流信號轉換為電壓信號。偏移補償電路2對來自跨阻核心電路I的輸出信號的偏移進行補償。可變增益電路(可變增益放大器)3對來自跨阻核心電路I的輸出信號進行放大。可變增益電路3經由輸出緩沖器4將輸出信號輸出至差分輸出端口 OT和0C。自動增益控制電路5通過產生增益控制信號來控制可變增益電路3的增益，以將來自可變增益電路3的輸出信號的幅度與預定的設定輸出幅度相匹配。下面將詳細描述自動增益控制電路5。自動增益控制電路5包括峰值檢測電路50、平均值檢測電路51、輸出幅度設置電路52、運算放大器53、電阻器r51、r52、r53和r54以及電容器c51、c52和c53。峰值檢測電路50檢測來自可變增益電路3的輸出信號的峰值THo。平均值檢測電路51檢測來自可變增益電路3的輸出信號的平均值Ave。峰值THo和平均值Ave之間的差是來自可變增益電路3的輸出信號的半值(半值幅度)。在輸出幅度設置電路52中設置作為基準的設定輸出半值幅度ASet。輸出幅度設置電路52在運算放大器53的非反相輸入端口和反相輸入端口之間輸出設定輸出半值幅度Aset。運算放大器53在其輸入處將可變增益電路3的輸出幅度加到從輸出幅度設置電路52輸出的設定輸出半值幅度Aset上，如下所示Ave-Tho+ASet... (I)因為由于運算放大器本身的高增益特性，在穩定操作期間運算放大器53的輸入幾乎為0，數學表達式(I)的值變為幾乎為O。結果，數學表達式(2)成立THo-Ave ^ ASet…(2)也就是說，運算放大器53對設定輸出半值幅度ASet和可變增益電路3的輸出半值幅度(THo-Ave)之間的差進行放大，并且基于放大結果向可變增益電路3輸出增益控制信號。利用這種操作，運算放大器53控制可變增益電路3的增益，以便將可變增益電路3的輸出半值幅度(THo-Ave)穩定在設定輸出半值幅度ASet處。例如，將吉爾伯特單元型可變增益電路(參見非專利文獻2)用作可變增益電路3。圖 5 不出了文獻 2 (P. R. Gray, P. J. Hurst, S. H. Lewis 和 R. G. Meyer (Kunihiro Asadaand Yuzuru Nagata !Supervisors of Translation), Analysis and Design of AnalogIntegrated Circuits (lower volume)),第四版,BAIHUKAN, pp. 263-264, 2003)中公開的吉爾伯特單元型可變增益電路的結構。該可變增益電路包括幅度調節晶體管Q30和Q31，構成上差分對，所述上差分對根據輸入至基極的增益控制信號GCT和GCC執行輸出幅度調節；幅度調節晶體管Q32和Q33，構成上差分對；放大晶體管Q34和Q35，構成下差分對，其基極與正相位輸入端口 HIT和反相輸入端口 HIC相連；電流源130，具有與放大晶體管Q34和Q35的發射極相連的一端，以及接收電源電壓VEE的另一端；集電極電阻器R30，具有接收電源電壓VCC的一端，以及與幅度調節晶體管Q30和Q32的集電極相連的另一端；以及集電極電阻器R31，具有接收電源電壓VCC的一端，以及與幅度調節晶體管Q31和Q33的集電極相連的另一端。放大晶體管Q34的集電極與幅度調節晶體管Q30和Q31的發射極相連。放大晶體管Q35的集電極與幅度調節晶體管Q32和Q33的發射極相連。在圖5所示的可變增益電路中，將從跨阻核心電路I輸出的正相輸入信號和反相 輸入信號分別輸入至正相輸入端口 HIT和反相輸入端口 HIC，將增益控制信號GCT和GCC分別輸入至幅度調節晶體管Q30和Q31，以及將增益控制信號GCT和GCC分別輸入至構成上差分對的幅度調節晶體管Q33和Q32。幅度調節晶體管Q31和Q33的集電極和集電極電阻器R31的節點與正相輸出端口 HOT相連。幅度調節晶體管Q30和Q32的集電極和集電極電阻器R30的節點與反相輸出端口 HOC相連。由圖4所示的自動增益控制電路5控制以便恒定的可變增益電路3的輸出幅度值有時極大地改變。當圖4中的峰值檢測電路50的輸出電壓THo和平均值檢測電路51的平均電壓Ave的溫度依賴性不同時，可能出現可變增益電路3的輸出幅度值隨溫度變化的現象。這可以根據數學表達式(2)來理解。自動增益控制電路5檢測峰值檢測電路50的輸出電壓THo和平均值檢測電路51的輸出電壓Ave之間的差(THo-Ave)。自動增益控制電路5還將輸出電壓差(THo-Ave)與輸出幅度設置電路52的輸出電壓ASet進行比較，并且操作以將差設置為O。在這種情況下，如果峰值檢測電路50的輸出電壓THo和平均值檢測電路51的輸出電壓Ave的溫度依賴性不同，輸出電壓差(THo-Ave)變為具有溫度依賴性。因為作為由自動增益控制電路5用來產生增益控制信號的比較確定信號之一的輸出電壓差(THo-Ave)具有溫度依賴性，從自動增益控制電路5向可變增益電路3輸出的增益控制信號變得具有溫度依賴性。結果，來自可變增益電路3的輸出幅度值也變得具有溫度依賴性。如上所述，根據現有技術，因為可變增益電路3的輸出幅度不可避免地具有溫度依賴性，所以設置了較大的電流操作裕度。
技術實現思路
已經做出了本技術以解決以上問題，并且本技術的目的是為了減小由自動增益控制電路產生的增益控制信號的溫度依賴性，并因此減小可變增益電路的輸出幅度的溫度依賴性。根據本技術，提出了一種自動增益控制電路，包括峰值檢測電路，所述峰值檢測電路檢測并輸出來自可變增益電路的輸出信號的峰值電壓，所述可變增益電路對主信號進行放大，所述峰值檢測電路包括晶體管；平均值檢測和輸出幅度設置電路(下文中稱作“平均值檢測/輸出幅度設置電路”)，檢測來自可變增益電路的輸出信號的平均值電壓，輸出通過將具有可變增益電路的所需輸出幅度的1/2幅度的電壓與平均值電壓相加獲得的電壓，所述平均值檢測/輸出幅度設置電路包括晶體管；以及放大電路，所述放大電路通過對峰值檢測電路的輸出電壓和平均值檢測/輸出幅度設置電路的輸出電壓之間的差進行放大，并且向所述可變增益電路輸出放大結果作為增益控制信號，來控制可變增益電路的增益，其中峰值檢測電路中從接收來自可變增益電路的輸出信號的輸入端口到向放大電路輸出電壓的輸出端口的路徑上的晶體管的基極-發射極結的個數等于平均值檢測/輸出幅度設置電路中從接收來自可本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自動增益控制電路，其特征在于包括：峰值檢測電路(10)，所述峰值檢測電路檢測并輸出來自可變增益電路(3)的輸出信號的峰值電壓，所述可變增益電路對主信號進行放大，所述峰值檢測電路包括晶體管(Q1、Q2、Q3)；平均值檢測/輸出幅度設置電路(11)，檢測來自可變增益電路(3)的輸出信號的平均值電壓，輸出通過將幅度為可變增益電路(3)所需輸出幅度1/2的電壓與平均值電壓相加獲得的電壓，并包括晶體管(Q4、Q5、Q6)；以及放大電路(12)，所述放大電路通過對峰值檢測電路(10)的輸出電壓和平均值檢測/輸出幅度設置電路(11)的輸出電壓之間的差進行放大，并且向所述可變增益電路(3)輸出所述放大結果作為增益控制信號，來控制所述可變增益電路(3)的增益，其中峰值檢測電路(10)中從接收來自可變增益電路(3)的輸出信號的輸入端口(10i1，10i2)到向所述放大電路(12)輸出電壓的輸出端口(10o)的路徑上的晶體管的基極？發射極結的個數等于平均值檢測/輸出幅度設置電路(11)中從接收來自所述可變增益電路的輸出信號的輸入端口(11il，11i2)到向所述放大電路(12)輸出電壓的輸出端口(11o)的路徑上的晶體管的基極？發射極結的個數。...

【技術特征摘要】
2011.06.21 JP 2011-1371431.一種自動增益控制電路，其特征在于包括 峰值檢測電路(10)，所述峰值檢測電路檢測并輸出來自可變增益電路(3)的輸出信號的峰值電壓，所述可變增益電路對主信號進行放大，所述峰值檢測電路包括晶體管(Q1、Q2、Q3)； 平均值檢測/輸出幅度設置電路(11)，檢測來自可變增益電路⑶的輸出信號的平均值電壓，輸出通過將幅度為可變增益電路(3)所需輸出幅度1/2的電壓與平均值電壓相加獲得的電壓，并包括晶體管(Q4、Q5、Q6);以及 放大電路(12)，所述放大電路通過對峰值檢測電路(10)的輸出電壓和平均值檢測/輸出幅度設置電路(11)的輸出電壓之間的差進行放大，并且向所述可變增益電路⑶輸出所述放大結果作為增益控制信號，來控制所述可變增益電路(3)的增益， 其中峰值檢測電路(10)中從接收來自可變增益電路(3)的輸出信號的輸入端口(10il，10i2)到向所述放大電路(12)輸出電壓的輸出端口(IOo)的路徑上的晶體管的基極-發射極結的個數等于平均值檢測/輸出幅度設置電路(11)中從接收來自所述可變增益電路的輸出信號的輸入端口(llil，lli2)到向所述放大電路(12)輸出電壓的輸出端口(Ho)的路徑上的晶體管的基極-發射極結的個數。2.根據權利要求I所述的電路，其特征在于還包括接收來自所述可變增益電路(3)的輸出信號的正相輸入端口(IT)和反相輸入端口(1C), 其中所述峰值檢測電路(10)包括 第一晶體管(Ql)，具有用作峰值檢測電路(10)的第一輸入端口(IOil)、并且與正相輸入端口(IT)相連的基極，以及用于接收第一電源電壓的集電極； 第二晶體管(Q2)，具有用作峰值檢測電路(10)的第二輸入端口(10i2)、并且與反相輸入端口相連的基極，以及用于接收第一電源電壓的集電極； 第三晶體管，具有與第一晶體管的發射極和第二晶體管的發射極相連的基極，接收第一電源電壓的集電極，以及用作峰值檢測電路(10)的輸出端口(IOo)的發射極； 第一電容(Cl)，具有與第一晶體管(Ql)的發射極、第二晶體管(Q2)的發射極以及第三晶體管(Q3)的基極相連的一端，以及接收第二電源電壓的另一端；以及第一電流源(Il)，向第三晶體管(Q3)供應恒定電流； 所述平均值檢測/輸出幅度設置電路(11)包括 電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：佐野公一，福山裕之，野坂秀之，中村誠，村田浩一，十林正俊，井鍋泰宣，土屋英祐，
申請(專利權)人：日本電信電話株式會社，NTT電子股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：