高線性快速峰值檢測器的制造方法
【專利說明】高線性快速峰值檢測器
[0001]分案申請(qǐng)的相關(guān)信息
[0002]本案是分案申請(qǐng)。該分案的母案是申請(qǐng)日為2010年8月27日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080041988.6、發(fā)明名稱為“高線性快速峰值檢測器”的發(fā)明專利申請(qǐng)案。
[0003]枏據(jù)35 U.S.C.§ 119主張優(yōu)先權(quán)
[0004]本專利申請(qǐng)案主張2009年8月27日申請(qǐng)的標(biāo)題為“高線性快速峰值檢測器(HIGHLINEAR FAST PEAK DETECTOR) ”的第61/237，625號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)案的優(yōu)先權(quán)，所述臨時(shí)申請(qǐng)案已轉(zhuǎn)讓給本案受讓人，且以引用的方式明確地并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0005]本發(fā)明大體上涉及電子裝置，且更具體地說，涉及一種峰值檢測器。
【背景技術(shù)】
[0006]無線通信裝置通常包括發(fā)射器以支持?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射。所述發(fā)射器通常包括功率放大器(PA)以放大射頻(RF)信號(hào)并提供高輸出功率。所述功率放大器可經(jīng)設(shè)計(jì)以驅(qū)動(dòng)(例如)50歐姆的特定負(fù)載阻抗。負(fù)載阻抗可歸因于各種擾動(dòng)而變化，且可導(dǎo)致功率放大器觀測到高峰值電壓。高峰值電壓可超出可確保功率放大器的可靠操作的電平?？赡苄枰獧z測高峰值電壓，并在必要時(shí)執(zhí)行校正動(dòng)作，使得可保護(hù)功率放大器不受高峰值電壓影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]一方面，本申請(qǐng)涉及一種設(shè)備。所述設(shè)備包含:峰值檢測器，其用以接收輸入信號(hào)并提供輸出信號(hào)，所述峰值檢測器包含:第一晶體管，其用以接收所述輸入信號(hào)并提供源極電流；電容器，其耦合到所述第一晶體管，所述電容器在所述輸入信號(hào)為高時(shí)通過所述源極電流充電；及反饋電路，其耦合到所述第一晶體管，且用以接收指示所述輸入信號(hào)的包絡(luò)的檢測到的信號(hào)，且用以為所述第一晶體管提供可變偏壓電壓。
[0008]另一方面，本申請(qǐng)涉及一種設(shè)備。所述設(shè)備包含:峰值檢測器，其用以接收輸入信號(hào)并提供輸出信號(hào)，所述峰值檢測器包含:第一晶體管，其用以接收所述輸入信號(hào)并提供源極電流；可變電流源，其耦合到所述第一晶體管，且接收所述輸入信號(hào)并基于所述輸入信號(hào)提供可變偏壓電流；電容器，其耦合到所述第一晶體管及所述可變電流源，所述電容器在所述輸入信號(hào)為高時(shí)通過所述源極電流充電，且在所述輸入信號(hào)為低時(shí)通過所述可變偏壓電流放電；及反饋電路，其耦合到所述第一晶體管，且用以接收指示所述輸入信號(hào)的包絡(luò)的檢測到的信號(hào)，且為所述第一晶體管提供可變偏壓電壓。
【附圖說明】
[0009]圖1展示無線通信裝置的框圖。
[0010]圖2展示PA模塊及保護(hù)電路的框圖。
[0011]圖3展示具有固定偏壓電流及固定偏壓電壓的峰值檢測器。
[0012]圖4展示漏極電流對(duì)漏極到源極電壓的一系列曲線。
[0013]圖5展示具有可變偏壓電流的峰值檢測器。
[0014]圖6展示具有可變偏壓電壓的峰值檢測器。
[0015]圖7展示具有可變偏壓電流及可變偏壓電壓的峰值檢測器。
[0016]圖8展示具有可變電流源及反饋電路的峰值檢測器。
[0017]圖9展示圖8中的峰值檢測器中的各種信號(hào)的曲線。
[0018]圖10展示不同峰值檢測器的峰值檢測誤差的曲線。
[0019]圖11展示用于執(zhí)行峰值檢測的過程。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下文所陳述的具體描述內(nèi)容意在作為本發(fā)明的示范性設(shè)計(jì)的描述，且無意表示其中可實(shí)踐本發(fā)明的僅有設(shè)計(jì)。術(shù)語“示范性”在本文中用以表示“充當(dāng)實(shí)例、例子或說明”。本文中被描述為“示范性”的任何設(shè)計(jì)未必應(yīng)解釋為比其它設(shè)計(jì)優(yōu)選或有利。具體描述內(nèi)容出于提供對(duì)本發(fā)明的示范性設(shè)計(jì)的透徹理解的目的而包括特定細(xì)節(jié)。對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將顯而易見，可在無這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本文中所描述的示范性設(shè)計(jì)。在一些情況下，以框圖形式來展示眾所周知的結(jié)構(gòu)及裝置，以便避免使本文所呈現(xiàn)的示范性設(shè)計(jì)的新穎性不清楚。
[0021]本文中描述可檢測高峰值電壓的高線性快速峰值檢測器的各種示范性設(shè)計(jì)。所述峰值檢測器可用于各種電子裝置，例如無線通信裝置、蜂窩式電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、手持式裝置、無線調(diào)制解調(diào)器、膝上型計(jì)算機(jī)、無繩電話、藍(lán)牙裝置、消費(fèi)型電子裝置等。為了清楚起見，下文描述峰值檢測器針對(duì)無線通信裝置的使用。
[0022]圖1展示無線通信裝置100的示范性設(shè)計(jì)的框圖。在此示范性設(shè)計(jì)中，無線裝置100包括數(shù)據(jù)處理器110及收發(fā)器120。收發(fā)器120包括支持雙向無線通信的發(fā)射器130及接收器150。一般來說，無線裝置100可包括用于任何數(shù)目個(gè)通信系統(tǒng)及任何數(shù)目個(gè)頻帶的任何數(shù)目個(gè)發(fā)射器及任何數(shù)目個(gè)接收器。
[0023]在發(fā)射路徑中，數(shù)據(jù)處理器110處理待發(fā)射的數(shù)據(jù)，且將模擬輸出基帶信號(hào)提供給發(fā)射器130。在發(fā)射器130內(nèi)，模擬輸出基帶信號(hào)由放大器(Amp) 132放大，由低通濾波器134濾波以移除由數(shù)/模轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的圖像，由可變?cè)鲆娣糯笃?VGA) 136放大，且由混頻器138從基帶上變頻轉(zhuǎn)換到RF。經(jīng)上變頻轉(zhuǎn)換的信號(hào)由濾波器140濾波，由驅(qū)動(dòng)器放大器142及功率放大器144進(jìn)一步放大，路由通過開關(guān)/雙工器146，且經(jīng)由天線148發(fā)射。
[0024]在接收路徑中，天線148從基站及/或其它發(fā)射器臺(tái)接收信號(hào)，并提供接收到的信號(hào)，所述信號(hào)路由通過開關(guān)/雙工器146并提供給接收器150。在接收器150內(nèi)，接收到的信號(hào)由低噪聲放大器(LNA) 152放大，由帶通濾波器154濾波，且由混頻器156從RF下變頻轉(zhuǎn)換到基帶。經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)換的信號(hào)由VGA 158放大，由低通濾波器160濾波，且由放大器162放大以獲得提供給數(shù)據(jù)處理器110的模擬輸入基帶信號(hào)。
[0025]圖1展示實(shí)施直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)的發(fā)射器130及接收器150，所述直接轉(zhuǎn)換架構(gòu)于一個(gè)級(jí)中在RF與基帶之間對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換。發(fā)射器130及/或接收器150還可實(shí)施超外差架構(gòu)，其于多個(gè)級(jí)中在RF與基帶之間對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換。本機(jī)振蕩器(LO)產(chǎn)生器170產(chǎn)生發(fā)射及接收LO信號(hào)，并將所述發(fā)射及接收LO信號(hào)分別提供給混頻器138及156。鎖相環(huán)(PLL) 172從數(shù)據(jù)處理器110接收控制信息，且將控制信號(hào)提供給LO產(chǎn)生器170來以恰當(dāng)頻率產(chǎn)生發(fā)射及接收LO信號(hào)。
[0026]圖1展示示范性收發(fā)器設(shè)計(jì)。一般來說，發(fā)射器130及接收器150中的信號(hào)的調(diào)節(jié)可由放大器、濾波器、混頻器等的一個(gè)或一個(gè)以上級(jí)來執(zhí)行。這些電路可不同于展示于圖1中的配置而進(jìn)行布置。此外，圖1中未展示的其它電路也可用于發(fā)射器及接收器中。舉例來說，匹配電路可用以使圖1中的各種有源電路匹配。還可省略圖1中的一些電路。可在一個(gè)或一個(gè)以上模擬集成電路(IC)、RF IC(RFIC)、混頻信號(hào)IC等上實(shí)施收發(fā)器120的全部或一部分。舉例來說，發(fā)射器130中的放大器132到功率放大器144可實(shí)施于RFIC上。驅(qū)動(dòng)器放大器142及功率放大器144還可實(shí)施于RFIC外部的另一 IC上。
[0027]數(shù)據(jù)處理器110可執(zhí)行無線裝置100的各種功能，例如，對(duì)所發(fā)射及接收的數(shù)據(jù)的處理。存儲(chǔ)器112可存儲(chǔ)用于數(shù)據(jù)處理器110的程序代碼及數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理器110可實(shí)施于一個(gè)或一個(gè)以上專用集成電路(ASIC)及/或其它IC上。
[0028]對(duì)于在無線裝置中所使用的功率放大器來說，高輸出功率以及高功率附加效率(PAE)為重要的。功率放大器可制造于IC上，以便獲得較小大小、較低成本及其它優(yōu)點(diǎn)。為了獲得高輸出功率及高PAE，基于硅的功率放大器可連接到較高電力供應(yīng)電壓或可能直接連接到電池。此外，為了降低成本以及插入損耗，功率放大器可在不通過絕緣體的情況下耦合到天線，所述絕緣體通常用以因負(fù)載失配而使反射信號(hào)衰減。因此，功率放大器中的晶體管的柵極及漏極可觀測到高峰值電壓。當(dāng)功率放大器的輸出處存在嚴(yán)重阻抗失配時(shí)，高峰值電壓可為電力供應(yīng)電壓的3到4倍。嚴(yán)重負(fù)載失配可對(duì)應(yīng)于高電壓駐波比(VSWR)，例如，10:1或以上的￥511?。峰值檢測器可用以檢測功率放大器所觀測到的高峰值電壓，使得可執(zhí)行適當(dāng)?shù)男Ｕ齽?dòng)作。
[0029]圖2展示限制峰值電壓的功率放大器(PA)模塊210及保護(hù)電路220的框圖。PA模塊210包括驅(qū)動(dòng)器放大器(DA) 242及功率放大器244，前述兩者可對(duì)應(yīng)于圖1中的驅(qū)動(dòng)器放大器142及功率放大器144。驅(qū)動(dòng)器放大器242接收輸入RF(RFin)信號(hào)，并以可配置增益放大輸入RF (RFin)信號(hào)，并提供中間RF信號(hào)。功率放大器244進(jìn)一步放大中間RF信號(hào)，并提供輸出RF(RFout)信號(hào)。匹配電路246執(zhí)行功率放大器244的輸出阻抗匹配，且耦合于功率放大器244與天線248之間。匹配電路246可使功率放大器244的低輸出阻抗(例如，2到4歐姆)與天線248的中等阻抗(例如，50歐姆)匹配。
[0030]保護(hù)電路220限制功率放大器244的輸出處的峰值電壓，且保護(hù)功率放大