[go: up one dir, main page]

CN112946359A - 基于电流反馈环路的功率检测器电路及功率信号检测方法 - Google Patents

基于电流反馈环路的功率检测器电路及功率信号检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112946359A
CN112946359A CN202110119136.4A CN202110119136A CN112946359A CN 112946359 A CN112946359 A CN 112946359A CN 202110119136 A CN202110119136 A CN 202110119136A CN 112946359 A CN112946359 A CN 112946359A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
power
signal
amplifier
detection branch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110119136.4A
Other languages
English (en)
Inventor
杨浩涵
樊晓华
蔡青松
杨中
陈文亚
宋佳音
付江铎
郭晓旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Jicui Intelligent Integrated Circuit Design Technology Research Institute Co ltd
Original Assignee
Jiangsu Jicui Intelligent Integrated Circuit Design Technology Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Jicui Intelligent Integrated Circuit Design Technology Research Institute Co ltd filed Critical Jiangsu Jicui Intelligent Integrated Circuit Design Technology Research Institute Co ltd
Priority to CN202110119136.4A priority Critical patent/CN112946359A/zh
Publication of CN112946359A publication Critical patent/CN112946359A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R21/00Arrangements for measuring electric power or power factor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

本发明公开了基于电流反馈环路的功率检测器电路及功率信号检测方法,包括大功率检测支路、宽频带低噪声放大器和小功率检测支路,功率检测方法如下:对于小功率输入信号,先由宽频带低噪声放大器进行放大,再由小功率检测支路检测,对于大功率输入信号,由大功率检测支路检测,大功率检测支路和小功率检测支路,均采用电流反馈环路结构,包括射频电流平方单元、均方根电流平方单元、跨导放大器和输出缓冲器,电流反馈环路将输入射频电压信号转换成均方根电流信号,输出缓冲器将均方根电流信号转换成均方根电压信号输出,本发明通过电流反馈环路实现了宽动态范围均方根功率检测,通过级联两级电流反馈环路和宽频带低噪声放大器扩大了动态范围。

Description

基于电流反馈环路的功率检测器电路及功率信号检测方法
技术领域
本发明涉及功率检测器技术领域,特别涉及一种基于电流反馈环路的均方根功率检测器电路及其功率信号检测方法。
背景技术
随着现代无线通信技术的发展,功率检测器被广泛应用于发射极、接收机等射频应用当中。在发射机中,功率检测器用于检测功率放大器的输出功率和功率自动控制,以满足通信协议要求,同时节省功耗。在接收机中,功率检测器用于实现信号强度指示和自动增益控制,以提升接收信号的动态范围。除此之外,功率检测器还广泛应用于信号幅度调制和解调、内建自测试、六端口测试等系统。
目前常用的功率检测器为均方根功率检测器,由于均方根功率检测器可对信号按照时间进行平均,同时可以精确地测量各种类型的高峰均比动态信号和含噪声信号的均方根功率,因而被广泛应用于射频通讯和测试系统中。但目前常用的均方根功率检测器为单级均方根功率检测器,存在动态范围不足等缺陷,当检测到的发射信号和接收信号功率相差巨大时,均方根功率检测器需要具有相当宽的动态范围来同时满足小功率信号和大功率信号的检测需要。但传统的宽动态范围的均方根功率检测器设计技术无法满足现代集成电路设计的要求,例如,基于焦耳加热的均方根功率检测器,要求复杂的封装工艺,而且易受到衬底耦合过来的临近电路热量的影响,因此不适合于单片集成电路的设计;基于二极管的均方根功率检测器,随温度的漂移较大,需要额外的温度补偿电路,限制了它的使用范围;基于二极管连接的PMOS管作为负载的均方根功率检测器,在测量大功率输入信号时表现出较大的测量误差。
现有技术中提供一种多级均方根功率检测器,可以克服上述单级均方根功率检测器动态范围不足的问题,但现有常用的多级均方根功率检测器为多级衰减器和功率检测器级联结构、或多级增益放大器和功率检测器级联结构,具有多个输出端口,需要复杂的方法来判断哪个输出端可以正确反映输入信号功率。因此,发明一种电路结构简单,不仅可进一步扩大动态范围,而且可以简化输出信号判别方法的多级均方根功率检测器,成为本领域人员亟待解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足,本发明提供了一种基于电流反馈环路的均方根功率检测器扩展电路,其电路结构设计简单合理,可扩大其检测的功率信号动态范围,同时可简化功率信号检测方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一方面,本发明提供了一种电流反馈环路,其包括均方根电流平方单元、缓冲器,其特征在于,其还包括射频电流平方单元、第一放大器,所述第一放大器的同相输入端、反相输入端分别与所述射频电流平方单元、所述均方根电流平方单元的输出端相连,所述射频电流平方单元的输入端为射频电压信号的输入端,所述均方根电流平方单元的输入端分别与所述第一放大器的输出端、所述缓冲区的输入端相连,所述缓冲器的输入端与所述第一放大器的输出端相连,所述缓冲器的输出端为整个所述功率检测器的电压输出端,所述电源输出端的输出电压为直流电压。
进一步的,所述均方根电流平方单元作为反馈网络,用于接收所述第一放大器输出的反馈电流,转化成平方电流信号,并在其负载上产生平方电压信号,注入到所述第一放大器的反相输入端;所述均方根电流平方单元的电路结构包括三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、电阻R1、R2、Re、Rbase、Ra、电容C1
进一步的,所述射频电流平方单元的电路结构与所述均方根电流平方单元的结构一致,所述射频电流平方单元作为输入阻抗终端,用于将输入的所述射频电压信号转换为平方电流信号并滤波,并在其负载上产生滤波后的平方电压信号,注入到所述第一放大器的同相输入端;
进一步的,所述第一放大器为跨导放大器,所述跨导放大器作为前馈放大器,用于放大所述射频电流平方单元和所述均方根电流平方单元之间的误差信号,并将所述误差信号转换成反馈电流,所述缓冲器用于复制所述反馈电流,并将所述反馈电流转换成电压信号,缓冲后输出,输出的所述直流电压为与输入的所述射频信号功率相对应的均方根电压。所述跨导放大器、缓冲器的电路结构包括三极管Q6~Q22、电阻R3~R17
利用基于上述电流反馈环路的均方根功率检测器进行均方根功率检测,均方根功率信号检测方法包括:将所述射频电流平方单元作为阻抗终端,将输入射频电压信号转化成平方电流信号并滤波,并在其负载上产生滤波后的平方电压信号,注入到所述跨导放大器的同相输入端;
所述均方根电流平方单元与射频电流平方单元、跨导放大器共同构成电流模反馈环路,其中反馈电流经过均方根电流平方单元平方后,在其负载上产生平方电压,注入到所述跨导放大器的反相输入端,当环路建立后,反馈电流即为输入射频信号功率相对应的均方根电流。
所述输出缓冲器,复制电流反馈环路的反馈电流,转换成电压信号,缓冲后输出,即为与输入射频信号功率相对应的均方根电压。
另一方面,本发明提供了一种基于所提出的电流反馈环路的均方根功率检测器扩展电路,包括大功率检测支路、小功率检测支路,其特征在于,其还包括第二放大器,所述大功率检测支路的输入端、第二放大器的输入端为功率信号的输入端,所述第二放大器的输出端与所述小功率检测支路的输入端相连,所述大功率检测支路的输出端输出第一电压信号Vout_A,所述小功率检测支路的输出端输出第二电压信号Vout_B,所述大功率检测支路、小功率检测支路均包括电流反馈环路;
所述功率信号包括小功率信号、大功率信号,所述大功率检测支路、小功率检测支路分别用于检测所述功率信号,所述第二放大器用于将所述小功率信号放大。
进一步的,所述大功率检测支路包括第二电容,所述小功率检测支路包括第三电容,所述第一电容的一端与所述功率信号的输入端相连,另一端分别与所述大功率检测支路的输入端、第二放大器的输入端相连,所述第三电容的一端与所述第二放大器的输出端相连,所述第三电容的另一端与所述小功率检测支路的输入端相连。
所述第二放大器为宽频带低噪声放大器,所述宽频带低噪声放大器是一种基于电流-电流反馈和电压-电压反馈的双反馈环路的宽频带低噪声放大器,所述双反馈宽频带低噪声放大器结构包括三极管Q23~Q29、电阻R18~R24
进一步的,所述小功率信号指功率小于0dBm的信号,所述大功率信号指功率大于0dBm的信号,输入的所述功率信号动态范围为-45dBm至15dBm。
利用上述均方根功率检测器扩展电路实现功率信号检测,功率信号检测方法包括:对于小功率输入信号,即信号功率小于大功率检测支路灵敏度的输入信号,先由宽频带低噪声放大器进行放大,再由小功率检测支路检测;对于大功率输入信号,即信号功率大于大功率检测支路灵敏度的输入信号,则直接由大功率检测支路检测。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下:
(1)本发明基于电流反馈环路,提供了一种宽动态范围均方根功率检测器电路,该功率检测器包括第二放大器,将第二放大器与小功率检测支路连接,可以有效地放大小功率信号,从而使小功率检测支路的输出电压信号扩大,即实现了功率信号的动态范围扩大,进而克服了传统均方根功率检测器动态范围较小、易受温度漂移影响的弱点。
(2)本发明基于电流反馈环路,电流反馈环路中的射频电流平方单元、均方根电流平方单元和第一放大器构成级联两级电流反馈环路,将输入射频电压信号转换成均方根电流信号,输出缓冲器将均方根电流信号转换成均方根电压信号输出,以便于功率检测器实现均方根功率检测,第一放大器的设置可使功率检测器的输出均方根电压信号扩大,将其应用于功率检测器时,起到了扩大功率信号动态范围的作用。
(3)本发明提供了一种功率检测器电路的扩展电路,扩展电路为两级分段式功率检测结构,该结构不仅包括大功率检测支路,还包括小功率检测支路、与小功率检测支路连接的第二放大器,与传统的多级功率检测方式相比,不仅具有更大的动态范围,而且简化了结构设计简单合理,降低了投入成本,同时简化了功率信号检测方法的复杂度,提高了检测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是所提出的基于电流反馈环路的均方根功率检测器扩展电路的系统框图;
图2是本发明射频电流平方单元的电路原理图;
图3是本发明均方根电流平方单元的电路原理图;
图4是本发明跨导放大器和输出缓冲器的电路原理图;
图5是本发明均方根功率检测器电路的电路原理图;
图6是所提出的射频电流平方单元在没有信号输入和有信号输入时的状态示意图;
图7为本发明宽频带低噪声放大器的电路原理图。
其中,附图标记包括:1-射频电流平方单元,2-均方根电流平方单元,3-跨导放大器,4-输出缓冲器,5-大功率检测支路,6-宽频带低噪声放大器,7-小功率检测支路。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本发明的一个实施例中,提供了一种基于电流反馈环路的均方根功率检测器电路的扩展电路,参见图1,电流反馈环路包括射频电流平方单元1、均方根电流平方单元2、跨导放大器3和缓冲器4。
射频电流平方单元1的输入端为射频电压信号的输入端,输出端与跨导放大器3的同相输入端相连,均方根电流平方单元2的输入端与跨导放大器3的输出端相连,输出端与跨导放大器3的反相输入端相连,均方根电流平方单元2的输入端和缓冲器4的输入端、跨导放大器3的输出端相连,输出端为整个功率检测器的直流电压输出端。
射频电流平方单元1作为输入阻抗终端,将输入射频电压信号转化成平方电流信号并滤波,并在其负载上产生滤波后的平方电压信号,注入到跨导放大器的同相输入端,射频电流平方单元1电路结构如图2所示,包括Q1、Q2、Q3、Q4、Q5五个三极管,阻值为R1、R2、Re、Ra、Rbase的6个电阻,以及电容C1
均方根电流平方单元2作为反馈网络,接收跨导放大器3输出的反馈电流,转化成平方电流信号,并在其负载上产生平方电压信号,注入到跨导放大器3的反相输入端。均方根电流平方单元2电路结构如图3所示,包括Q1、Q2、Q3、Q4、Q5五个三极管,阻值为R1、R2、Re、Ra、Rbase的6个电阻。
跨导放大器3作为前馈放大器,用于放大射频电流平方单元1和均方根电流平方单元2之间的误差信号,并转换成反馈电流。输出缓冲器4,用于复制电流反馈环路的反馈电流,并将反馈电流转换成电压信号,缓冲后输出,该电压信号即为与输入射频信号功率相对应的均方根电压。跨导放大器3和输出缓冲器4的电路结构如图4所示,包括Q6至Q22共17个三极管和R3至R17共15个电阻。
在本发明的一个实施例中,另提供了一种均方根功率检测器电路,参见图5,包括大功率检测支路5、宽频带低噪声放大器6和小功率检测支路7,大功率检测支路5的输入端为射频电压信号的输入端,输出端为动均方根功率检测器的第一个直流电压输出端口VOUT_A(该电压为与输入射频信号功率相对应的均方根电压),同时与宽频带低噪声放大器6的输入端连接。宽频带低噪声放大器6的输入端与大功率检测支路5的输出端连接,输出端与小功率检测支路7连接。小功率检测支路7的输入端与宽频带低噪声放大器6的输出端连接,输出端为动态范围扩展电路的第二个直流输出端口VOUT_B(该电压为与输入射频信号功率相对应的均方根电压)。
大功率检测支路5的电路结构与小功率检测支路7的电路结构相同。对于小功率输入信号,即信号功率小于大功率检测支路5灵敏度的输入信号,先由宽频带低噪声放大器6进行放大,再由小功率检测支路7检测;对于大功率输入信号,即信号功率大于大功率检测支路5灵敏度的输入信号,则直接由大功率检测支路5检测。
见图7,宽频带低噪声放大器6采用了一种包含电流-电流反馈和电压-电压反馈的双反馈宽频带低噪声放大器结构,由Q23至Q29共7个三极管和R18至R24共7个电阻组成。宽频带低噪声放大器6可以有效地放大小功率信号,而不引入过多的噪声,并且不依赖外部匹配电路,即可实现50欧姆的输入阻抗匹配。
本发明提供的基于电流反馈环路的均方根功率检测器电路及其动态范围扩展电路的工作原理如下:
如图1所示,所提出的电流反馈环路均方根功率检测器电路的扩展电路包括一个射频电流平方单元,一个均方根电流平方单元,一个跨导放大器和一个输出缓冲器,可以将输入射频信号功率转换为直流输出电压。
电流平方单元是整个电流反馈环路均方根功率检测器的核心器件,它将输入信号平方并滤波。与射频电流平方单元相比,均方根电流平方单元没有滤波电容C1并且工作在直流状态。射频电流平方单元的输入阻抗Rin_det为:
Figure BDA0002921840110000071
其中,gmQ2和gmQ4分别是三极管Q2和Q4的跨导,I0是三极管Q1、Q2、Q3、Q4的静态偏置电流,VT是三极管的热电压。当静态偏置电流I0为随绝对温度成正比的电流时,输入阻抗不随温度变化而变化。射频电流平方单元作为一个阻抗终端,将射频输入电压Vrf转换为射频输入电流Irf,其关系为:
Figure BDA0002921840110000072
所述射频电流平方单元在没有信号输入和有信号输入时的状态如图6所示。当没有信号输入时,以二极管形式连接的三极管Q4的基极偏置电压为V0,Q1、Q2的基极电压为Vbias。忽略电阻Re和Rbase上的电压降,由三极管的电压-电流关系可以得到:
Figure BDA0002921840110000073
Figure BDA0002921840110000081
Is为三极管的反相饱和电流,当有射频信号输入时,三极管Q4的基极电压变为VX,并且流过三极管Q4的电流变为I′,流过三极管Q2的电流变为I",于是可以得到如下关系:
Figure BDA0002921840110000082
Figure BDA0002921840110000083
I′=I"+Irf (7)
由公式(3)到(7)可以得到,输出电流IOUT、电流增益AI和平方电流ISQR分别为:
Figure BDA0002921840110000084
Figure BDA0002921840110000085
Figure BDA0002921840110000086
将公式(10)展开为泰勒级数,可以得到:
Figure BDA0002921840110000087
当|Irf|<<4*I0(11)
公式(11)表明,当|Irf|<<4*I0时,射频电流平方单元将输入射频电流平方;当|Irf|>>2*I0时,则对输入射频电流取绝对值,即:
当|Irf|>>2*I0时,ISQR≈|Irf|-2*I0 (12)
适当地增加电阻Ra可以减小输入电流,从而增加功率检测器可以检测到的最大功率;然而过大的电阻Ra产生的热噪声将会限制功率检测器的灵敏度。事实上选择电阻Ra为500欧姆是不错的选择。三极管Q5、电阻R1和电阻R2构成了有源负载电路,其交流阻抗Rload
Figure BDA0002921840110000091
由公式(13)可知,Rload随着输入信号功率的增大而减小,防止VOUT下降太多而使三极管Q1、Q2、Q3、Q4进入饱和区,以及使后级跨导放大器偏离工作区间。电容C1起到信号滤波的作用,将电流中的高频成分短路到交流地。因此,整个电流反馈环路中只有射频电流平方单元工作在射频频段,极大地减小了对跨导放大器和输出缓冲器的带宽需求,有助于实现低功耗设计。均方根电流平方单元与射频电流平方单元完全对称,并且工作在直流状态,因此可以去掉滤波电容。
如图1所示,整个电流反馈环路均方根功率检测器除了电流平方单元还包括跨导放大器和输出缓冲器,如图3所示。三极管Q12复制反馈电流并在电阻R13上产生均方根电压,经过输出缓冲器缓冲后输出。三极管Q16的作用是补偿均方根电流平方单元的输入压降,使得三极管Q11和Q12的集电极电压相同,从而实现电流的精确复制。当环路建立起来时,跨导放大器的两个输入端具有相同的电压,即:
Figure BDA0002921840110000092
其中Iback为环路的反馈电流,注入均方根电流平方单元中。公式(14)可以简化为:
Figure BDA0002921840110000093
选择电阻R13等于输入阻抗Rin_det,则均方根输出电压可以表示为:
Figure BDA0002921840110000094
公式(15)表明所提出的电流反馈环路均方根功率检测器可以对输入射频信号计算真实的均方根功率值。
为了进一步扩展动态范围,本发明使用了一种分段式功率检测方法。所提出的两级均方根功率检测结构如图4所示,包括两个电流反馈环路均方根功率检测器和一个宽频带低噪声放大器。宽频带低噪声放大器采用电压-电压和电流-电流双反馈的Meyer放大器结构,可以放大小功率信号而不引入过大的噪声,其输入阻抗Rin_amp为50欧姆。整个功率检测器的输入阻抗Rin为:
Figure BDA0002921840110000102
无需额外的匹配网络即可实现输入阻抗匹配。如图4所示,对于一个射频输入信号,两个通道各产生一个直流输出信号VOUT_A和VOUT_B。与传统的多级均方根功率检测器结构,需要复杂的方法来决定哪一个输出应该被用来估计信号功率不同,所提出的判别方案非常简单。当大功率支路指示的信号功率大于其灵敏度时,VOUT_A被用来指示信号功率,否则VOUT_B被用来指示信号功率。这受益于所提出的电流反馈环路均方根功率检测器的宽动态范围特性,否则需要更多的增益级来扩展动态范围,而每一级都会有相应的直流输出,这就需要更复杂的判决方法来衡量每一级的输出结果。
为了尽可能地扩展动态范围,两路电流反馈环路均方根功率检测器必须具有相同的传输特性。电流反馈环路均方根功率检测器的环路增益对其传输特性具有重要影响。整个电流反馈环路的环路增益为:
Figure BDA0002921840110000101
其中Gm和Vdiff分别为跨导放大器的跨导和输入差分电压。由公式(11)可以看到,静态偏置电流I0越大,平方律关系允许的最大输入信号功率越大;然而如公式(18)所示,I0越大,电流反馈环路的环路增益越小,这不仅减小了环路的建立速度,而且使得环路对失配更加敏感。这一现象在在小功率信号输入时尤其明显。如公式(18)所示,环路增益正比于输入差分电压Vdiff。当小功率信号输入时,初始Vdiff很小,所以环路增益比大功率信号输入时小得多,由失配引起的误差也更明显。对于所提出的两级功率检测结构,如果两路流反馈环路均方根功率检测器的传输函数不匹配,功率检测的动态范围将受到限制。因此,需要谨慎选择I0的大小,在最大可检测输入功率和环路增益间进行折中。
本发明提供的基于电流反馈环路的均方根功率检测电路及其动态范围扩展电路,优选应用于射频接收机和发射机信号链路,可以应用于简单和/或复杂波形的均方根功率测量,基于电流反馈环路的均方根功率检测电路的输入功率信号的动态范围为30dB,均方根功率检测电路的扩展电路的动态范围为60dB,因此适合测量大动态范围、高峰均比的信号。不仅具有非常宽的动态范围,而且简化了输出信号判别方案。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率检测器电路,包括大功率检测支路、小功率检测支路,其特征在于,其还包括第二放大器,所述大功率检测支路的输入端、第二放大器的输入端为功率信号的输入端,所述第二放大器的输出端与所述小功率检测支路的输入端相连,所述大功率检测支路的输出端输出第一电压信号Vout_A,所述小功率检测支路的输出端输出第二电压信号Vout_B,所述大功率检测支路、小功率检测支路均包括电流反馈环路;
所述功率信号包括小功率信号、大功率信号,所述大功率检测支路、小功率检测支路分别用于检测所述功率信号,所述第二放大器用于将所述小功率信号放大。
2.根据权利要求1所述的功率检测器电路,其特征在于,其还包括第一电容,所述大功率检测支路包括第二电容,所述小功率检测支路包括第三电容,所述第一电容的一端与所述功率信号的输入端相连,另一端分别与所述大功率检测支路的输入端、第二放大器的输入端相连,所述第三电容的一端与所述第二放大器的输出端相连,所述第三电容的另一端与所述小功率检测支路的输入端相连。
3.根据权利要求2所述的功率检测器电路,其特征在于,所述第二放大器为宽频带低噪声放大器,所述宽频带低噪声放大器为包含有电流-电流反馈和电压-电压反馈的双反馈宽频带低噪声放大器结构,所述双反馈宽频带低噪声放大器结构包括三极管Q23~Q29、电阻R18~R24
4.一种用于权利要求1或3所述功率检测器电路的电流反馈环路,其包括均方根电流平方单元、缓冲器,其特征在于,其还包括射频电流平方单元、第一放大器,所述第一放大器的同相输入端、反相输入端分别与所述射频电流平方单元、所述均方根电流平方单元的输出端相连,所述射频电流平方单元的输入端为射频电压信号的输入端,所述均方根电流平方单元的输入端分别与所述第一放大器的输出端、所述缓冲区的输入端相连,所述缓冲器的输入端与所述第一放大器的输出端相连,所述缓冲器的输出端为整个所述功率检测器的电压输出端。
5.根据权利要求4所述的电流反馈环路,其特征在于,所述均方根电流平方单元为反馈网络,所述均方根电流平方单元用于接收所述第一放大器输出的反馈电流,转化成平方电流信号,并在其负载上产生平方电压信号,注入到所述第一放大器的反相输入端,所述均方根电流平方单元的电路结构包括三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、电阻R1、R2、Re、Rbase、Ra、电容C1
6.根据权利要求5所述的电流反馈环路,其特征在于,所述射频电流平方单元的电路结构与所述均方根电流平方单元的结构一致,所述射频电流平方单元为输入阻抗终端,所述射频电流平方单元用于将输入的所述射频电压信号转换为平方电流信号并滤波,并在其负载上产生滤波后的平方电压信号,注入到所述第一放大器的同相输入端。
7.根据权利要求6所述的电流反馈环路,其特征在于,所述第一放大器为跨导放大器,所述跨导放大器、缓冲器的电路结构包括三极管Q6~Q22、电阻R3~R17,所述跨导放大器作为前馈放大器,用于放大所述射频电流平方单元和所述均方根电流平方单元之间的误差信号,并将所述误差信号转换成反馈电流,所述缓冲器用于复制所述反馈电流,并将所述反馈电流转换成电压信号,缓冲后输出,输出的所述电压为与输入的射频信号功率相对应的均方根电压。
8.一种应用权利要求1所述均方根功率检测器及权利要求7所述电流反馈环路,进行功率信号检测的方法,其特征在于,所述方法包括:对于所述小功率信号,先由所述第二放大器进行放大,再由所述小功率检测支路检测;对于所述大功率信号,直接由所述大功率检测支路检测,使所述大功率检测支路的输出端或小功率检测支路的输出端分别输出第一电压信号Vout_A、第二电压信号Vout_B,所述第一电压信号Vout_A、第二电压信号Vout_B均为与输入所述射频信号功率相对应的均方根电压。
9.根据权利要求8所述的功率信号检测方法,其特征在于,所述大功率检测支路、小功率检测支路均包括电流反馈环路,所述大功率检测支路、小功率检测支路通过第一放大器连接,构成级联两级电流反馈环路,通过所述级联两级电流反馈环路将输入射频电压信号转换成均方根电流信号,所述缓冲器将均方根电流信号转换成所述均方根电压信号输出。
10.一种射频接收机或发射机,其特征在于,所述射频接收机或发射机包括权利要求1或3所述的功率检测器,所述功率检测器包括权利要求7所述的电流反馈环路,所述均方根功率检测器用于检测所述射频接收机或发射机输入的功率信号,并输出宽动态范围的均方根电压,所述电流反馈环路将输入所述射频电压信号转换成所述均方根电流信号。
CN202110119136.4A 2021-01-28 2021-01-28 基于电流反馈环路的功率检测器电路及功率信号检测方法 Pending CN112946359A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110119136.4A CN112946359A (zh) 2021-01-28 2021-01-28 基于电流反馈环路的功率检测器电路及功率信号检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110119136.4A CN112946359A (zh) 2021-01-28 2021-01-28 基于电流反馈环路的功率检测器电路及功率信号检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112946359A true CN112946359A (zh) 2021-06-11

Family

ID=76239393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110119136.4A Pending CN112946359A (zh) 2021-01-28 2021-01-28 基于电流反馈环路的功率检测器电路及功率信号检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112946359A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113933578A (zh) * 2021-11-18 2022-01-14 延锋汽车饰件系统有限公司 一种高边电流侦测电路
TWI797835B (zh) * 2021-07-29 2023-04-01 大陸商昂寶電子(上海)有限公司 功率信號檢測電路和方法
CN117233458A (zh) * 2023-11-10 2023-12-15 成都明夷电子科技有限公司 功率检测电路及功率检测系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422567A (en) * 1993-12-27 1995-06-06 Valleylab Inc. High frequency power measurement
JP2005348312A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Renesas Technology Corp 高周波電力増幅用電子部品
US20090284300A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-19 Meyer Robert G RMS Detector with Automatic Gain Control
CN103134981A (zh) * 2011-11-27 2013-06-05 联发科技(新加坡)私人有限公司 功率检测方法与装置
US20170160318A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-08 Skyworks Solutions, Inc. Wide dynamic range broadband current mode linear detector circuits for high power radio frequency power amplifier
CN107404296A (zh) * 2017-07-05 2017-11-28 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 基于电流检测反馈的射频功率放大器、芯片及通信终端
CN207368415U (zh) * 2017-09-04 2018-05-15 广东新力宽频网络有限公司 可保证射频驱动功率的光功率可调电路
CN215005603U (zh) * 2021-01-28 2021-12-03 江苏集萃智能集成电路设计技术研究所有限公司 功率检测器电路及电流反馈环路

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422567A (en) * 1993-12-27 1995-06-06 Valleylab Inc. High frequency power measurement
JP2005348312A (ja) * 2004-06-07 2005-12-15 Renesas Technology Corp 高周波電力増幅用電子部品
US20090284300A1 (en) * 2008-05-19 2009-11-19 Meyer Robert G RMS Detector with Automatic Gain Control
CN103134981A (zh) * 2011-11-27 2013-06-05 联发科技(新加坡)私人有限公司 功率检测方法与装置
US20170160318A1 (en) * 2015-12-08 2017-06-08 Skyworks Solutions, Inc. Wide dynamic range broadband current mode linear detector circuits for high power radio frequency power amplifier
CN107404296A (zh) * 2017-07-05 2017-11-28 唯捷创芯(天津)电子技术股份有限公司 基于电流检测反馈的射频功率放大器、芯片及通信终端
CN207368415U (zh) * 2017-09-04 2018-05-15 广东新力宽频网络有限公司 可保证射频驱动功率的光功率可调电路
CN215005603U (zh) * 2021-01-28 2021-12-03 江苏集萃智能集成电路设计技术研究所有限公司 功率检测器电路及电流反馈环路

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI797835B (zh) * 2021-07-29 2023-04-01 大陸商昂寶電子(上海)有限公司 功率信號檢測電路和方法
US12237774B2 (en) 2021-07-29 2025-02-25 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for power detection using at least a pulse-width-modulation signal
CN113933578A (zh) * 2021-11-18 2022-01-14 延锋汽车饰件系统有限公司 一种高边电流侦测电路
CN117233458A (zh) * 2023-11-10 2023-12-15 成都明夷电子科技有限公司 功率检测电路及功率检测系统
CN117233458B (zh) * 2023-11-10 2024-03-19 成都明夷电子科技股份有限公司 功率检测电路及功率检测系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112946359A (zh) 基于电流反馈环路的功率检测器电路及功率信号检测方法
US7643805B2 (en) Peak detector and fixed gain amplifier circuit for automatic gain control and variable gain amplifier circuit
US6265943B1 (en) Integrated RF power sensor that compensates for bias changes
JP4828542B2 (ja) インピーダンス検出器
US6307364B1 (en) Power sensor for RF power amplifier
US8994362B2 (en) RF power detection circuit with insensitivity to process, temperature and load impedance variation
US10139436B2 (en) Method and system for a wideband CMOS RMS power detection scheme
CN106998194B (zh) 具有高输入阻抗的包络检测器
US6650181B2 (en) High-frequency amplifier
US20120034895A1 (en) Circuit and Method for Peak Detection with Hysteresis
CN106877943B (zh) 一种使用环回校准的通信收发器及其发射功率的校准方法
JPH1022758A (ja) 携帯用rf送信端末装置のための温度補償された広い動作範囲の電力検出回路
TWI532999B (zh) 功率檢測器、檢測rf輸入信號之功率之方法、及檢測功率之方法
US20040198262A1 (en) Integrated RF signal level detector usable for automatic power level control
US7353010B1 (en) Techniques for fast automatic gain control
CN100576728C (zh) 射频功率检测电路
US4742565A (en) Radio receiver with field intensity detector
US6348829B1 (en) RMS-DC converter having detector cell with dynamically adjustable scaling factor
CN215005603U (zh) 功率检测器电路及电流反馈环路
US20070030064A1 (en) Integrated laterally diffused metal oxide semiconductor power detector
CN103107789A (zh) 一种共模反馈电阻共用的可变增益放大器
JPH08330850A (ja) 検波器及び送信機
CN115469137B (zh) 交直流闭环电流传感器
US3665317A (en) Sequential agc system for signal receiver
CN101401300B (zh) 放大级

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination