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TWI644512B - 可變增益放大器及其方法 - Google Patents

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TWI644512B
TWI644512B TW106143270A TW106143270A TWI644512B TW I644512 B TWI644512 B TW I644512B TW 106143270 A TW106143270 A TW 106143270A TW 106143270 A TW106143270 A TW 106143270A TW I644512 B TWI644512 B TW I644512B
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蔡政翰
林佳龍
李威璁
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財團法人工業技術研究院
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Abstract

本案一實施例提出一種可變增益方法，包括：在一射頻輸入信號的一信號路徑上，由彼此互相串列式耦接的複數級放大器對一射頻輸入信號進行放大；從該些放大器汲取電流並控制該些放大器之個別增益；在該射頻輸入信號的該信號路徑上進行增益匹配；以及在該射頻輸入信號的該信號路徑上進行相位補償。該射頻輸入信號的該信號路徑更具有一第一相位變化趨勢與一第二相位變化趨勢，該第一相位變化趨勢與該第二相位變化趨勢彼此互補。

Description

可變增益放大器及其方法
本發明是有關於一種可變增益放大器(variable gain amplifier,VGA)及其方法。
可變增益放大器可將欲接收或傳送的射頻訊號放大或縮小至所需要功率準位，以傳給後級電路做訊號處理。可變增益放大器的使用範圍很廣，例如遙控玩具、消費性行動通訊電子裝置、基地台、軍事應用、太空應用等。
可變增益放大器須具備夠大的可調增益範圍。當應用於相位陣列收發器中時，在可調增益範圍內，理想的可變增益放大器可以維持固定的相位變化。然而，當增益改變時，實際可變增益放大器無法維持固定的相位變化，故而需要額外的控制機制來使得在可調增益範圍內，可變增益放大器能夠維持固定的相位變化。但這將增加控制的複雜度。
根據本案一實施例，提出一種可變增益放大器，包括：複數級放大器，彼此互相串列式耦接；複數個電流汲取電路，耦接至 該些放大器，從該些放大器汲取電流並控制該些放大器之個別增益；至少一共軛匹配電路，耦接至該些放大器之至少一第一放大器，用以進行增益匹配，該至少一第一放大器更耦接於該些電流汲取電路的至少一第一電流汲取電路；以及至少一相位補償電路，耦接至該些放大器之至少一第二放大器，用以進行相位補償，該至少一第二放大器更耦接於該些電流汲取電路的至少一第二電流汲取電路。該至少一第一放大器與該至少一第一電流汲取電路具有一第一相位變化趨勢。該至少一第二放大器、該至少一第二電流汲取電路與該至少一相位補償電路具有一第二相位變化趨勢。該第一相位變化趨勢與該第二相位變化趨勢彼此互補。
根據本案另一實施例，提出一種可變增益方法，包括：在一射頻輸入信號的一信號路徑上，由彼此互相串列式耦接的複數級放大器對一射頻輸入信號進行放大；從該些放大器汲取電流並控制該些放大器之個別增益；在該射頻輸入信號的該信號路徑上進行增益匹配；以及在該射頻輸入信號的該信號路徑上進行相位補償。該射頻輸入信號的該信號路徑更具有一第一相位變化趨勢與一第二相位變化趨勢，該第一相位變化趨勢與該第二相位變化趨勢彼此互補。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
100‧‧‧可變增益放大器
110‧‧‧共軛匹配電路
120‧‧‧第一放大器
130‧‧‧第一電流汲取電路
140‧‧‧共軛匹配電路
150‧‧‧第二放大器
160‧‧‧第二電流汲取電路
170‧‧‧相位補償電路
180‧‧‧共軛匹配電路
RFin‧‧‧射頻輸入信號
RFout‧‧‧射頻輸出信號
100A‧‧‧可變增益放大器
130A‧‧‧第一電流汲取電路
160A‧‧‧第二電流汲取電路
M1、M2、M31-M3N、M4、M5、M61-M6N‧‧‧電晶體
D11-D1N、D21-D2N‧‧‧數位控制信號
TL1-TL14‧‧‧傳輸線
C1-C12‧‧‧電容
R1-R4‧‧‧電阻
Vg1、Vg2、Vdd‧‧‧電壓源
100B‧‧‧可變增益放大器
130B‧‧‧第一電流汲取電路
160B‧‧‧第二電流汲取電路
M3、M6‧‧‧電晶體
VC1、VC2‧‧‧類比控制信號
C13-C16‧‧‧電容
R5-R6‧‧‧電阻
G1、G2、G3、P1、P2、P3‧‧‧曲線
Vc‧‧‧控制信號
410-440‧‧‧步驟
第1圖顯示根據本案一實施例的可變增益放大器的功能方塊圖。
第2A圖與第2B圖顯示根據本案一實施例的可變增益放大器的詳細電路圖。
第3圖顯示根據本案一實施例的增益與相位變化趨勢曲線圖。
第4圖顯示本案另一實施例的可變增益方法。
本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。
第1圖顯示根據本案一實施例的可變增益放大器的功能方塊圖。如第1圖所示，根據本案一實施例的可變增益放大器100包括：共軛匹配電路110、第一放大器120、第一電流汲取(current steering)電路130、共軛匹配電路140、第二放大器150、第二電流汲取電路160、相位補償電路170與共軛匹配電路180。
共軛匹配電路110用以接收射頻輸入信號RFin，並對射頻輸入信號RFin進行共軛匹配(增益匹配)，以讓射頻輸入信號RFin傳送至下一級(第一放大器120)。
第一放大器120耦接至共軛匹配電路110，接收並放大經共軛匹配電路110共軛匹配(增益匹配)處理後的射頻輸入信號RFin。
第一電流汲取電路130耦接至第一放大器120，用以控制第一放大器120的整體增益，其細節將於底下說明之。
共軛匹配電路140耦接至第一放大器120，對第一放大器120的一輸出信號進行共軛匹配(增益匹配)以讓共軛匹配電路140的輸出信號能傳送至下一級(第二放大器150)。
第二放大器150耦接至共軛匹配電路140，接收並放大經共軛匹配電路140共軛匹配(增益匹配)處理後的信號。
第二電流汲取電路160耦接至第二放大器150，用以控制第二放大器150的整體增益，其細節將於底下說明之。
相位補償電路170耦接至第二放大器150，用以對第二放大器150的輸出信號進行相位補償。
共軛匹配電路180耦接至相位補償電路170，對相位補償電路170的輸出信號進行共軛匹配(增益匹配)，以產生射頻輸出信號RFout。
第2A圖顯示根據本案一實施例的可變增益放大器100A的詳細電路圖，其中，第一電流汲取電路130A與第二電流汲取電路160A以數位電路實施。
共軛匹配電路110包括傳輸線TL1-TL3、電容C1-C2與電阻R1。傳輸線TL1的一端接收射頻輸入信號RFin，另一端耦接至電容C1的一端。電容C1的一端耦接於傳輸線TL1，另一端耦接於傳輸線TL2與TL3。傳輸線TL2的一端耦接於電容C1與傳輸線TL3，另一端耦接於電容C2與電阻R1。傳輸線TL3的一端耦接於電容C1與傳輸線 TL2，另一端耦接於第一放大器120。電容C2的一端耦接於傳輸線TL2與電阻R1，另一端耦接至地。電阻R1的一端耦接於傳輸線TL2與電容C2，另一端耦接至地。共軛匹配電路110進行共軛匹配(增益匹配)的細節在此可省略之。
第一放大器120包括電晶體M1-M2、電容C3與電阻R2。電晶體M1具有：閘極，耦接至共軛匹配電路110的傳輸線TL3，以接收經共軛匹配電路110共軛匹配(增益匹配)處理後的射頻輸入信號RFin；源極，接地；以及汲極，耦接至電晶體M2的源極。電晶體M2具有：閘極，耦接至電容C3與電阻R2，以透過電阻R2接收電壓源vg2；源極，耦接至電晶體M1的汲極與第一電流汲取電路130A；以及汲極，耦接至共軛匹配電路140。電容C3的一端耦接至地，另一端耦接至電晶體M2的閘極與電阻R2，電容C3可當成穩壓電容，以穩壓電晶體M2的閘極電壓。電阻R2的一端耦接至電壓源vg1，另一端耦接至電晶體M2的閘極與電容C3，電阻R2可當成保護裝置，以避免太大電流損壞電晶體M2。
第一電流汲取電路130A包括：複數個電晶體M31-M3N(N為正整數)以及電容C4。電晶體M31-M3N為並聯。電晶體M31-M3N的閘極分別接收數位控制信號D11-D1N。電晶體M31-M3N的源極皆耦接至電晶體M2的源極。電晶體M31-M3N的汲極皆接收電壓源Vdd。在數位控制信號D11-D1N的控制下，電晶體M31-M3N可從電晶體M2汲取電流，來控制第一放大器120的增益。電容C4的一端接地，另一端耦接至電壓源Vdd。
共軛匹配電路140包括傳輸線TL4-TL10、電容C5-C8與電阻R3。傳輸線TL4的一端耦接至電晶體M2的汲極，另一端耦接至電容C6與傳輸線TL5。傳輸線TL5的一端耦接至電壓源Vdd，另一端耦接至傳輸線TL4。電容C5的一端接地，另一端耦接至傳輸線TL5。電容C6的一端耦接至傳輸線TL4與TL5，另一端耦接至傳輸線TL6。傳輸線TL6的一端耦接至電容C6，另一端耦接至傳輸線TL7與TL8。傳輸線TL7的一端接地，另一端耦接至傳輸線TL6與TL8。傳輸線TL8的一端耦接至傳輸線TL6與TL7，另一端耦接至電容C7。電容C7的一端傳輸線TL8，另一端耦接至傳輸線TL9與TL10。傳輸線TL9的一端耦接至電容C7與傳輸線TL10，另一端耦接至電容C8與電阻R3。電容C8的一端接地，另一端耦接至傳輸線TL9與電阻R3。電容R3的一端接地，另一端耦接至傳輸線TL9與電容C8。傳輸線TL10的一端耦接至電容C7與傳輸線TL9，另一端耦接至第二放大器150。
第二放大器150包括電晶體M4-M5、電容C9與電阻R4。電晶體M4具有：閘極，耦接至共軛匹配電路140的傳輸線TL10，以接收共軛匹配電路140的輸出信號；源極接地；以及汲極，耦接至電晶體M5的源極。電晶體M5具有：閘極，耦接至電容C9與電阻R4，以透過電阻R4接收電壓源vg2；源極，耦接至電晶體M4的汲極與第二電流汲取電路160A；以及汲極，耦接至相位補償電路170。電容C9的一端耦接至地，另一端耦接至電晶體M5的閘極與電阻R4，電容C9可當成穩壓電容，以穩壓電晶體M5的閘極電壓。電阻R4的一端耦接至 電壓源vg2，另一端耦接至電晶體M5的閘極與電容C9，電阻R4可當成保護裝置，以避免太大電流損壞電晶體M5。
第二電流汲取電路160A包括：複數個電晶體M61-M6N以及電容C10。電晶體M61-M6N的閘極分別接收數位控制信號D21-D2N。電晶體M61-M6N的源極皆耦接至電晶體M5的源極。電晶體M61-M6N的汲極皆接收電壓源Vdd。在數位控制信號D21-D2N的控制下，電晶體M61-M6N可從電晶體M5汲取電流，來控制第二放大器150的增益。電容C10的一端接地，另一端耦接至電壓源Vdd。
相位補償電路170包括傳輸線TL11-TL12，與電容C11-C12。傳輸線TL11的一端耦接至電晶體M5的汲極，另一端耦接至電容C12與傳輸線TL12。傳輸線TL12的一端耦接至電壓源Vdd，另一端耦接至傳輸線TL11。電容C11的一端接地，另一端耦接至傳輸線TL12。電容C12的一端耦接至傳輸線TL11與TL12，另一端耦接至共軛匹配電路180。
共軛匹配電路180包括傳輸線TL13-TL14。傳輸線TL13的一端耦接至相位補償電路170的電容C12，另一端輸出射頻輸出信號RFout。傳輸線TL14的一端接地，另一端耦接至傳輸線TL13。
在本案其他可能實施例中，共軛匹配電路110及/或140及/或180的電路實施可不受限於第2A圖，可以依實際需求來加以變化。且，在本案其他可能實施例中，共軛匹配電路110及/或140及/或180可以是選擇性電路，但原則上，至少需要一個共軛匹配電路來進行共軛匹配/增益匹配。
現將說明2A圖中的第一電流汲取電路130A與第二電流汲取電路160A的操作。以第一電流汲取電路130A的操作為例做說明，第二電流汲取電路160A的操作相類似。如所知，第一放大器120的電晶體M1與M2構成放大器，以當成訊號放大的路徑。電晶體M31-M3N的功能則為電流汲取。當數位控制信號D11-D1N(可為0或1)控制電晶體M31-M3N的開或關時，流經電晶體M2的電流會被抽到電晶體M31-M3N，造成電晶體M2電流下降，所以，電晶體M2的轉導值(gm2)降低。所以，可透過數位控制信號D11-D1N來調整流經電晶體M2的電流，進而控制第一放大器120的整體增益(例如，讓第一放大器120的整體增益下降)。亦即，如果有更多個電晶體M31-M3N被導通，將使得電晶體M2的電流被抽取更多，第一放大器120的整體增益下降更多。
第2B圖顯示根據本案一實施例的可變增益放大器100B的詳細電路圖，其中，第一電流汲取電路130B與第二電流汲取電路160B以類比電路實施。
第一電流汲取電路130B包括電晶體M3、電容C13-C14與電阻R5。電晶體M3包括：閘極，耦接至電阻R5與電容C14，透過電阻R5而接收類比控制信號VC1；源極，耦接至電晶體M2的汲極；以及汲極，接收電壓源Vdd。在類比控制信號VC1的控制下，電晶體M3可從電晶體M2汲取電流，來控制第一放大器120的增益。電容C13的一端接地，另一端接收電壓源Vdd，電容C13用以穩壓電晶體M3的汲極電壓。電容C14的一端接地，另一端耦接至電晶體M3的閘極，電 容C14用以穩定電晶體M3的閘極電壓。電阻R5的一端接收電壓源Vdd，另一端接至電晶體M3的閘極，電阻R5可當成保護裝置，以避免太大電流損壞電晶體M3。
第二電流汲取電路160B包括電晶體M6、電容C15-C16與電阻R6。電晶體M6包括：閘極，耦接至電阻R6與電容C16，透過電阻R6而接收類比控制信號VC2；源極，耦接至電晶體M5的汲極；以及汲極，接收電壓源Vdd。在類比控制信號VC2的控制下，電晶體M6可從電晶體M5汲取電流，來控制第二放大器150的增益。電容C15的一端接地，另一端接收電壓源Vdd，電容C15用以穩壓電晶體M6的汲極電壓。電容C16的一端接地，另一端耦接至電晶體M6的閘極，電容C16用以穩定電晶體M6的閘極電壓。電阻R6的一端接收電壓源Vdd，另一端接至電晶體M6的閘極，電阻R6可當成保護裝置，以避免太大電流損壞電晶體M6。
現將說明2B圖中的第一電流汲取電路130B與第二電流汲取電路160B的操作。以第一電流汲取電路130B的操作為例做說明，第二電流汲取電路160B的操作相類似。同樣地，電晶體M3的功能則為電流汲取。當控制電晶體M3的類比控制信號VC1使得電晶體M3導通時，流經電晶體M2的電流將被抽到電晶體M3，造成電晶體M2的電流下降，故而，電晶體M2的轉導值gm2降低，進而使得第一放大器120的整體增益下降。所以，在本案一實施例中，透過調整類比控制信號VC1可調整流經電晶體M2的電流，進而控制第一放大器120的整體增益。亦即，如果類比控制信號VC1的電位更高，將使得 電晶體M3的導通電流更大，電晶體M3從電晶體M2抽取更多電流。流經電晶體M2的電流更低，第一放大器120的整體增益下降更多。
另外，在本案一實施例中，類比控制信號VC1與VC2可為連續可調的，可本案實施例可達到類比增益控制。而當第一放大器120的增益變化時，由於電晶體M1的電流幾乎保持為定值，因此，輸入阻抗可趨於原樣，且達到良好的反射損耗。
請再次參考第2A圖與第2B圖。由第2A圖與第2B圖可推出，第一放大器120與第一電流汲取電路130A/130B的整體電路的總相角∠Y21，及各電晶體M1-M3的相角Φ1、Φ2與Φ3如底下方程式所示：∠Y21=Φ1+Φ2+Φ3
其中，gm1、gm2與gm3分別代表電晶體M1、M2與M3的轉導值，Cgd1代表電晶體M1的閘極汲極寄生電容，Cds2代表電晶體M2的汲極源極寄生電容，Cds1代表電晶體M1的汲極源極寄生電容，Cgs2代表電晶體M2的閘極源極寄生電容，Cds3代表電晶體M3的汲極源極寄生電容，Cgs3代表電晶體M3的閘極源極寄生電容。
當增益變化時，電晶體M1的電流與轉導值gm1幾乎保持不變，而相角Φ1由Cgd1與gm1所組成，因此相角Φ1也保持不變。另外，由於電晶體M2與M3的電流互相汲取，但是電晶體M2與M3的總 電流不變(電晶體M2與M3的總電流流向電晶體M1)，因此電晶體M2與M3的轉導值gm2與gm3的總和(gm2+gm3)也保持不變。故而，總相角∠Y21是否變化主要由相角Φ2決定。當控制電晶體M3的控制信號(如類比控制信號VC1或數位控制信號D11-D1N)提高時，電晶體M3的電流上升而電晶體M2的電流下降，使得電晶體M2的轉導值gm2下降，故而，相角Φ2上升。如此一來，當增益下降時，相位趨勢上升。
由上述公式可知，電晶體M1-M3的寄生電容可影響整體相位趨勢。因此，在本案一實施例中，引入電感性相位補償電路170來補償寄生電容值，進而翻轉電流汲取電路架構的原本相位趨勢。在本案實施例中，電感性相位補償電路可以包括傳輸線及/或電感。
引入電感性相位補償電路後，整體電路的總相角∠Y21 中的Φ2將變為。當1/ωL值比ωCds2值大時，Φ2為負。又當控制電晶體M3的控制信號(如類比控制信號VC1或數位控制信號D11-D1N)提高時，電晶體M3的電流上升而電晶體M2的電流下降，使得電晶體M2的轉導值gm2下降，故而，相角Φ2負值越大。如此一來，當增益下降時，相位趨勢下降。
現將說明相位補償電路170的相位補償。如第2A圖或第2B圖所示，在本案一實施例中，傳輸線TL12的實際長度小於0.05波長(λ)，傳輸線TL11與TL12的實際長度總和小於0.125波長(λ)，其中，0.05波長(λ)亦可稱為第一長度參考值，0.125波長(λ)亦可稱為第二長度參考值。如果頻率是40GHz的話，則傳輸線TL12的實際長度小於200μm(0.05 λ)，傳輸線TL11與TL12的實際長度總和小於450μ m(0.125 λ)。長度符合此要求的傳輸線TL11與TL12可以翻轉相位趨勢從向下改為向上。亦即，當增益增加時，相位趨勢向上。當然，上述中的0.05波長(λ)(第一長度參考值)與0.125波長(λ)(第二長度參考值)乃是用於舉例說明，並非用於限制本案。習知此技者當可知，第一長度參考值與第二長度參考值可以隨著不同製程而有所改變，此亦在本案精神範圍內。
在本案其他可能實施例中，相位補償電路的傳輸線可由電感代替之，仍可以達成相同或相似的效果，此亦在本案精神範圍內。
現將說明操作本案一實施例的可變增益放大器100/100A/100B的操作。射頻輸入信號RFin在進到第一放大器120之前，由共軛匹配電路110對射頻輸入信號RFin進行共軛匹配(增益匹配)，以讓射頻輸入信號RFin傳送至下一級(第一放大器120)。共軛匹配電路110的輸出信號被第一放大器120所放大。如果沒有第一電流汲取電路130/130A/130B的話，則第一放大器120的增益是固定的。相反地，第一電流汲取電路130/130A/130B可控制及/或調整第一放大器120的增益。經第一放大器120放大後，第一放大器120的輸出信號被共軛匹配電路140進行增益匹配(共軛匹配)，讓共軛匹配電路140的輸出信號可傳到下一級放大器(亦即第二放大器150)。共軛匹配電路140的輸出信號被第二放大器150所放大。相似地，如果沒有第二電流汲取電路160/160A/160B的話，則第二放大器150的增益是固定的。相反地，第二電流汲取電路160/160A/160B可控制及/或調整第二放大器150的增益。此外，在本案實施例中，透過相位補償電路170的傳輸線 TL11與TL12(長度符合上述條件)，讓電感性傳輸線TL11與TL12(或者是其他的電感性元件)補償第二放大器150與第二電流汲取電路160/160A/160B的寄生電容，以得到不同的相位補償(使得相位趨勢向上)。經相位補償後，相位補償電路170的輸出信號經過共軛匹配電路180的增益匹配(共軛匹配)成為射頻輸出信號RFout。
第3圖顯示根據本案一實施例的增益與相位變化趨勢曲線圖，其中橫軸代表輸入至第一電流汲取電路130及/或第二電流汲取電路160的控制信號Vc(可能是類比控制信號VC1及/或VC2，或數位控制信號D11-D1N及/或D21-D2N)。在第3圖中，曲線G1代表第一電流汲取電路130對第一放大器120所造成的增益變化趨勢；曲線P1代表第一電流汲取電路130對第一放大器120所造成的相位變化趨勢；曲線G2代表第二電流汲取電路160對第二放大器150所造成的增益變化趨勢，曲線P2代表第二電流汲取電路160與相位補償電路170對第二放大器150所造成的相位變化趨勢；曲線G3代表可變增益放大器100的整體增益變化趨勢，曲線P3代表可變增益放大器100的整體相位變化趨勢。
由曲線G1與P1可以看出，對第一放大器120而言，當增益下降時，相位趨勢向上(如前述公式所分析)。而由曲線G2與P2可以看出，對第二放大器150而言，當增益下降時，相位趨勢向下(因為導入電感性的相位補償電路170)。故而，由曲線G3與P3可看出，對於可變增益放大器100而言，當可變增益放大器100的增益下降時，可變增益放大器100的整體相位變化趨勢是維持穩定的。亦即，由第3圖可 看出，根據本案一實施例的可變增益放大器100可以達成，在增益變化範圍內，讓相位變化穩定，故而，可以降低整體系統的控制複雜度。
第4圖顯示本案另一實施例的可變增益方法，包括：在一射頻輸入信號的一信號路徑提供彼此互相串列式耦接的複數級放大器，以對一射頻輸入信號進行放大(步驟410)；從該些放大器汲取電流並控制該些放大器之個別增益(步驟420)；在該射頻輸入信號的該信號路徑上進行增益匹配(步驟430)；以及在該射頻輸入信號的該信號路徑上進行相位補償(步驟440)；其中，在該射頻輸入信號的該信號路徑上，提供一第一相位變化趨勢與一第二相位變化趨勢，該第一相位變化趨勢與該第二相位變化趨勢彼此互補。以第1圖為例，「射頻輸入信號的信號路徑」例如是指，共軛匹配電路110、第一放大器120、共軛匹配電路140、第二放大器150、相位補償電路170與共軛匹配電路180。
此外，在本案其他可能實施例中，可變增益放大器可以包括更多級的放大器，此亦在本案精神範圍內。
在本案其他可能實施例中，可變增益放大器包括多級放大器，其中至少一級放大器(甚至更多級放大器)之後耦接著相位補償電路，而至少一級放大器(甚至更多級放大器)之後則耦接著共軛匹配電路，此亦在本案精神範圍內。
此外，在本案其他可能實施例中，相位補償電路亦可放在第一放大器(第一級放大器)120或者是任意級放大器之後，此亦在本案精神範圍內。
綜上所述，在本案實施例，提出一種多級且具相位補償機制的可變增益放大器，利用具正相位變化趨勢(控制信號變大時，相位增加)的一級(例如但不受限於，由第一放大器120與第一電流汲取電路130/130A/130B所形成)與具負相位變化趨勢(控制信號變大時，相位下降)的另一級(例如但不受限於，由第二放大器150、第二電流汲取電路160/160A/160B與相位補償電路170所形成)彼此串列式耦接及彼此補償相位，來達成在增益範圍內，可維持相位變化的優點。亦即，正相位變化趨勢與負相位變化趨勢可彼此互補。
由於透過相位補償電路170補償相位，本案實施例的可變增益放大器可在增益變化範圍內維持固定相位(或者相位變動較小)，如果搭配數位控制(如第2A圖)，可降低系統控制複雜度。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (16)

  1. 一種可變增益放大器，包括：複數級放大器，彼此互相串列式耦接；複數個電流汲取電路，耦接至該些放大器，從該些放大器汲取電流並控制該些放大器之個別增益；至少一共軛匹配電路，耦接至該些放大器之至少一第一放大器，用以進行增益匹配，該至少一第一放大器更耦接於該些電流汲取電路的至少一第一電流汲取電路；以及至少一相位補償電路，耦接至該些放大器之至少一第二放大器，用以進行相位補償，該至少一第二放大器更耦接於該些電流汲取電路的至少一第二電流汲取電路；其中，該至少一第一放大器與該至少一第一電流汲取電路具有一第一相位變化趨勢，該至少一第二放大器、該至少一第二電流汲取電路與該至少一相位補償電路具有一第二相位變化趨勢，該第一相位變化趨勢與該第二相位變化趨勢彼此互補。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之可變增益放大器，其中，該至少一相位補償電路包括：一第一傳輸線，耦接至該至少一第二放大器；以及一第二傳輸線，耦接至該第一傳輸線與一電壓源；該第二傳輸線之一長度短於一第一長度參考值；以及該第一傳輸線與該第二傳輸線之一長度總和短於一第二長度參考值。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之可變增益放大器，其中，該第一長度參考值為0.05波長。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之可變增益放大器，其中，該第二長度參考值為0.125波長。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之可變增益放大器，其中，該第一相位變化趨勢為一正相位變化趨勢；以及該第二相位變化趨勢為一負相位變化趨勢。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之可變增益放大器，其中，該些電流汲取電路之一包括：一電晶體，具有：一控制端，接收一類比控制信號；一第一端，接收一電壓源；以及一第二端，耦接至該些放大器之一，以從該放大器汲取電流並控制該放大器之該個別增益。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之可變增益放大器，其中，該些電流汲取電路之一包括：複數個並聯的電晶體，各電晶體具有：一控制端，接收一個別數位控制信號；一第一端，接收一電壓源；以及一第二端，耦接至該些放大器之一，以從該放大器汲取電流並控制該放大器之該個別增益。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之可變增益放大器，其中，該至少一共軛匹配電路耦接至該至少一相位補償電路，對該至少一相位補償電路的一輸出信號進行增益匹配。
  9. 一種可變增益方法，包括：在一射頻輸入信號的一信號路徑上，由彼此互相串列式耦接的複數級放大器對一射頻輸入信號進行放大；從該些放大器汲取電流並控制該些放大器之個別增益；在該射頻輸入信號的該信號路徑上進行增益匹配；以及在該射頻輸入信號的該信號路徑上進行相位補償；其中，該射頻輸入信號的該信號路徑更具有一第一相位變化趨勢與一第二相位變化趨勢，該第一相位變化趨勢與該第二相位變化趨勢彼此互補。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之可變增益方法，其中，在該射頻輸入信號的該信號路徑上進行相位補償之該步驟包括：由至少一相位補償電路進行相位補償，該至少一相位補償電路包括：一第一傳輸線，耦接至該些放大器之一；以及一第二傳輸線，耦接至該第一傳輸線與一電壓源；該第二傳輸線之一長度短於一第一長度參考值；以及該第一傳輸線與該第二傳輸線之一長度總和短於一第二長度參考值。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之可變增益方法，其中，該第一長度參考值為0.05波長。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之可變增益方法，其中，該第二長度參考值為0.125波長。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之可變增益方法，其中，該第一相位變化趨勢為一正相位變化趨勢；以及該第二相位變化趨勢為一負相位變化趨勢。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之可變增益方法，其中，從該些放大器汲取電流並控制該些放大器之個別增益之該步驟包括：利用一類比控制信號來控制對該些放大器之一汲取電流操作，並控制該些放大器之該些個別增益。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之可變增益方法，其中，從該些放大器汲取電流並控制該些放大器之個別增益之該步驟包括：利用一數位控制信號來控制對該些放大器之一汲取電流操作，並控制該些放大器之該些個別增益。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之可變增益方法，其中：由至少一共軛匹配電路在該射頻輸入信號的該信號路徑上進行增益匹配，該至少一共軛匹配電路耦接至該至少一相位補償電路，對該至少一相位補償電路的一輸出信號進行增益匹配。
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