高线性快速峰值检测器的制造方法
【专利说明】高线性快速峰值检测器
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2010年8月27日、申请号为201080041988.6、发明名称为“高线性快速峰值检测器”的发明专利申请案。
[0003]枏据35 U.S.C.§ 119主张优先权
[0004]本专利申请案主张2009年8月27日申请的标题为“高线性快速峰值检测器(HIGHLINEAR FAST PEAK DETECTOR) ”的第61/237，625号美国临时申请案的优先权，所述临时申请案已转让给本案受让人，且以引用的方式明确地并入本文中。
技术领域
[0005]本发明大体上涉及电子装置，且更具体地说，涉及一种峰值检测器。
【背景技术】
[0006]无线通信装置通常包括发射器以支持数据发射。所述发射器通常包括功率放大器(PA)以放大射频(RF)信号并提供高输出功率。所述功率放大器可经设计以驱动(例如)50欧姆的特定负载阻抗。负载阻抗可归因于各种扰动而变化，且可导致功率放大器观测到高峰值电压。高峰值电压可超出可确保功率放大器的可靠操作的电平。可能需要检测高峰值电压，并在必要时执行校正动作，使得可保护功率放大器不受高峰值电压影响。
【发明内容】
[0007]一方面，本申请涉及一种设备。所述设备包含:峰值检测器，其用以接收输入信号并提供输出信号，所述峰值检测器包含:第一晶体管，其用以接收所述输入信号并提供源极电流；电容器，其耦合到所述第一晶体管，所述电容器在所述输入信号为高时通过所述源极电流充电；及反馈电路，其耦合到所述第一晶体管，且用以接收指示所述输入信号的包络的检测到的信号，且用以为所述第一晶体管提供可变偏压电压。
[0008]另一方面，本申请涉及一种设备。所述设备包含:峰值检测器，其用以接收输入信号并提供输出信号，所述峰值检测器包含:第一晶体管，其用以接收所述输入信号并提供源极电流；可变电流源，其耦合到所述第一晶体管，且接收所述输入信号并基于所述输入信号提供可变偏压电流；电容器，其耦合到所述第一晶体管及所述可变电流源，所述电容器在所述输入信号为高时通过所述源极电流充电，且在所述输入信号为低时通过所述可变偏压电流放电；及反馈电路，其耦合到所述第一晶体管，且用以接收指示所述输入信号的包络的检测到的信号，且为所述第一晶体管提供可变偏压电压。
【附图说明】
[0009]图1展示无线通信装置的框图。
[0010]图2展示PA模块及保护电路的框图。
[0011]图3展示具有固定偏压电流及固定偏压电压的峰值检测器。
[0012]图4展示漏极电流对漏极到源极电压的一系列曲线。
[0013]图5展示具有可变偏压电流的峰值检测器。
[0014]图6展示具有可变偏压电压的峰值检测器。
[0015]图7展示具有可变偏压电流及可变偏压电压的峰值检测器。
[0016]图8展示具有可变电流源及反馈电路的峰值检测器。
[0017]图9展示图8中的峰值检测器中的各种信号的曲线。
[0018]图10展示不同峰值检测器的峰值检测误差的曲线。
[0019]图11展示用于执行峰值检测的过程。
【具体实施方式】
[0020]下文所陈述的具体描述内容意在作为本发明的示范性设计的描述，且无意表示其中可实践本发明的仅有设计。术语“示范性”在本文中用以表示“充当实例、例子或说明”。本文中被描述为“示范性”的任何设计未必应解释为比其它设计优选或有利。具体描述内容出于提供对本发明的示范性设计的透彻理解的目的而包括特定细节。对于所属领域的技术人员来说将显而易见，可在无这些特定细节的情况下实践本文中所描述的示范性设计。在一些情况下，以框图形式来展示众所周知的结构及装置，以便避免使本文所呈现的示范性设计的新颖性不清楚。
[0021]本文中描述可检测高峰值电压的高线性快速峰值检测器的各种示范性设计。所述峰值检测器可用于各种电子装置，例如无线通信装置、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、手持式装置、无线调制解调器、膝上型计算机、无绳电话、蓝牙装置、消费型电子装置等。为了清楚起见，下文描述峰值检测器针对无线通信装置的使用。
[0022]图1展示无线通信装置100的示范性设计的框图。在此示范性设计中，无线装置100包括数据处理器110及收发器120。收发器120包括支持双向无线通信的发射器130及接收器150。一般来说，无线装置100可包括用于任何数目个通信系统及任何数目个频带的任何数目个发射器及任何数目个接收器。
[0023]在发射路径中，数据处理器110处理待发射的数据，且将模拟输出基带信号提供给发射器130。在发射器130内，模拟输出基带信号由放大器(Amp) 132放大，由低通滤波器134滤波以移除由数/模转换所产生的图像，由可变增益放大器(VGA) 136放大，且由混频器138从基带上变频转换到RF。经上变频转换的信号由滤波器140滤波，由驱动器放大器142及功率放大器144进一步放大，路由通过开关/双工器146，且经由天线148发射。
[0024]在接收路径中，天线148从基站及/或其它发射器台接收信号，并提供接收到的信号，所述信号路由通过开关/双工器146并提供给接收器150。在接收器150内，接收到的信号由低噪声放大器(LNA) 152放大，由带通滤波器154滤波，且由混频器156从RF下变频转换到基带。经下变频转换的信号由VGA 158放大，由低通滤波器160滤波，且由放大器162放大以获得提供给数据处理器110的模拟输入基带信号。
[0025]图1展示实施直接转换架构的发射器130及接收器150，所述直接转换架构于一个级中在RF与基带之间对信号进行频率转换。发射器130及/或接收器150还可实施超外差架构，其于多个级中在RF与基带之间对信号进行频率转换。本机振荡器(LO)产生器170产生发射及接收LO信号，并将所述发射及接收LO信号分别提供给混频器138及156。锁相环(PLL) 172从数据处理器110接收控制信息，且将控制信号提供给LO产生器170来以恰当频率产生发射及接收LO信号。
[0026]图1展示示范性收发器设计。一般来说，发射器130及接收器150中的信号的调节可由放大器、滤波器、混频器等的一个或一个以上级来执行。这些电路可不同于展示于图1中的配置而进行布置。此外，图1中未展示的其它电路也可用于发射器及接收器中。举例来说，匹配电路可用以使图1中的各种有源电路匹配。还可省略图1中的一些电路。可在一个或一个以上模拟集成电路(IC)、RF IC(RFIC)、混频信号IC等上实施收发器120的全部或一部分。举例来说，发射器130中的放大器132到功率放大器144可实施于RFIC上。驱动器放大器142及功率放大器144还可实施于RFIC外部的另一 IC上。
[0027]数据处理器110可执行无线装置100的各种功能，例如，对所发射及接收的数据的处理。存储器112可存储用于数据处理器110的程序代码及数据。数据处理器110可实施于一个或一个以上专用集成电路(ASIC)及/或其它IC上。
[0028]对于在无线装置中所使用的功率放大器来说，高输出功率以及高功率附加效率(PAE)为重要的。功率放大器可制造于IC上，以便获得较小大小、较低成本及其它优点。为了获得高输出功率及高PAE，基于硅的功率放大器可连接到较高电力供应电压或可能直接连接到电池。此外，为了降低成本以及插入损耗，功率放大器可在不通过绝缘体的情况下耦合到天线，所述绝缘体通常用以因负载失配而使反射信号衰减。因此，功率放大器中的晶体管的栅极及漏极可观测到高峰值电压。当功率放大器的输出处存在严重阻抗失配时，高峰值电压可为电力供应电压的3到4倍。严重负载失配可对应于高电压驻波比(VSWR)，例如，10:1或以上的￥511?。峰值检测器可用以检测功率放大器所观测到的高峰值电压，使得可执行适当的校正动作。
[0029]图2展示限制峰值电压的功率放大器(PA)模块210及保护电路220的框图。PA模块210包括驱动器放大器(DA) 242及功率放大器244，前述两者可对应于图1中的驱动器放大器142及功率放大器144。驱动器放大器242接收输入RF(RFin)信号，并以可配置增益放大输入RF (RFin)信号，并提供中间RF信号。功率放大器244进一步放大中间RF信号，并提供输出RF(RFout)信号。匹配电路246执行功率放大器244的输出阻抗匹配，且耦合于功率放大器244与天线248之间。匹配电路246可使功率放大器244的低输出阻抗(例如，2到4欧姆)与天线248的中等阻抗(例如，50欧姆)匹配。
[0030]保护电路220限制功率放大器244的输出处的峰值电压，且保护功率放大