CN101592967A - 进行温度补偿的参考电压调整电路及其相关的传送机装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种进行温度补偿的参考电压调整电路及其相关的传送机装置。该参考电压调整电路包含有一接收端用来接收一共模电压；一输出端用来输出一参考电压；一补偿电流产生单元用来根据温度变化，产生一温度补偿电流；以及一电阻，其一端耦接于该接收端，另一端耦接于该输出端及该补偿电流产生单元，用来根据该温度补偿电流，产生一补偿电压；其中该输出端所输出的该参考电压是该共模电压与该补偿电压的一总和。本发明是通过产生随温度变化的温度补偿电流，控制放大器的共模参考电压，以补偿温度效应对放大器增益所产生的影响。此外，本发明的电路架构可同时节省已知传送机架构中所需使用运算放大器的数量，进而节省芯片面积及耗电量。

Description

进行温度补偿的参考电压调整电路及其相关的传送机装置

技术领域

本发明是指一种用来进行温度补偿的参考电压调整电路及相关传送机，尤指一种通过产生温度补偿电流以调整后级放大器参考电压的参考电压调整电路及相关传送机。

背景技术

在常见的无线通讯***中，射频信号透过传送机来传送，以进行无线通讯。请参考图1，图1为一已知传送机10的功能方块图。传送机10包含有一基频处理单元110、一数字至模拟转换器120、一调制单元130及一功率放大器140。基频处理单元110用来产生数字形式的基频信号，并透过数字至模拟转换器120将数字形式的基频信号转换成模拟形式的基频信号。调制单元130用来将数字至模拟转换器120所输出的基频信号与一高频载波进行调制，经由功率放大器140将调制信号的功率放大后，透过天线发送射频信号。

在实际传送机电路中，由于电阻及晶体管元件常会因温度变化而改变其电路特性，因此传送机中各电路单元的放大器增益亦会受到温度影响，导致输出功率飘移或产生错误的射频信号。

因此，已知技术一般会通过定转导电路，产生固定的共模参考电压，以避免放大器增益受到温度变化的影响。举例来说，请参考图2，图2为已知传送机中的一调制单元230的架构示意图。调制单元230包含有一第一滤波器231、一第二滤波器232、一定转导电路233以及一放大器234。第一滤波器231及第二滤波器232主要用来作为波形整形之用，以使一前级数字至模拟转换器输出的信号符合所需的频谱形式。定转导电路233透过一电阻R1耦接于放大器234的一输入端(即晶体管M1的栅极)，用来提供放大器固定大小的共模参考电压Vx，以避免温度效应对放大器的增益产生影响。定转导电路的详细运作方式为本领域技术人员所知，于此不赘述。放大器234则可以是各种形式的放大器电路(如共源级放大器)，用来实现混波器(Mixer)等调制电路，以对滤波器所输出的基频信号进行调制处理。

在调制单元230中，电阻R1主要用来作为阻挡交流形式的基频信号之用，以避免交流信号流入定转导电路而造成信号衰减，因此其一般需以大电阻值实现，然而如此将导致芯片面积及成本的提高。

为了节省芯片面积及耗电量，已知技术另可通过被动滤波器取代主动滤波器，以节省芯片中运算放大器的数量。请参考图3，图3为已知传送机中的一调制单元330的架构示意图。相较于图2，调制单元330是通过一电阻R2及一电容C2实现一低通滤波器332，以取代图2中的低通滤波器232，进而达到相同波形整形的目的。在此情况下，透过分压定律，放大器334的偏压Vx可通过下式表示： $\mathrm{Vx}=\frac{(R2\×\mathrm{Vb})+(R1\×\mathrm{Vcm})}{R1+R2},$ 其中Vcm表示第一滤波器331所输出的共模电压。然而，由于电阻R1仍需以大电阻实现(即R1＞＞R2)，此时放大器的偏压Vx将趋近第一滤波器331所输出的共模电压Vcm，如此将导致定转导电路失去作用。

发明内容

本发明的目的即在于提供一种用来进行温度补偿的参考电压调整电路及其相关传送机装置。

本发明揭露一种用来进行温度补偿的参考电压调整电路，其包含有一接收端用来接收一共模电压；一输出端用来输出一参考电压；一补偿电流产生单元用来根据温度变化，产生一温度补偿电流；以及一电阻，其一端耦接于该接收端，另一端耦接于该输出端及该补偿电流产生单元，用来根据该温度补偿电流，产生一补偿电压；其中该输出端所输出的该参考电压是该共模电压与该补偿电压的一总和。

本发明另揭露一种具温度补偿功能的传送机装置，其包含有一滤波器、一放大器以及一参考电压调整电路。该参考电压调整电路耦接于该滤波器与该放大器之间，其包含有一接收端用来接收该滤波器所输出的一共模电压；一输出端用来输出一参考电压，以驱动该放大器；一补偿电流产生单元耦接于该输出端，用来根据温度变化，产生一温度补偿电流；以及一电阻，其一端耦接于该接收端，另一端耦接于该输出端及该补偿电流产生单元，用来根据该温度补偿电流，产生一补偿电压；其中，该输出端所输出的该参考电压是该共模电压与该补偿电压的一总和，用以进行温度补偿。

本发明是通过产生随温度变化的温度补偿电流，控制放大器的共模参考电压，以补偿温度效应对放大器增益所产生的影响。此外，本发明的电路架构可同时节省已知传送机架构中所需使用运算放大器的数量，进而节省芯片面积及耗电量。

附图说明

图1为一已知传送机的功能方块图。

图2及图3为已知传送机中的调制单元的架构示意图。

图4为本发明用于一传送机的一调制单元的示意图。

图5为图4中参考电压调整电路的实施例示意图。

图6为本发明用于一传送机的一调制单元的实施例示意图。

附图标号：

10传送机

110基频处理单元

120数字至模拟转换器

130调制单元

140功率放大器

230、330、40、60调制单元

231、232、331、332、41滤波器

233、333定转导电路

234、334、42放大器

R1、R2、R3电阻

C1、C2、C3电容

M1晶体管

Vx共模参考电压

Vcm共模电压

43参考电压调整电路

435补偿电流产生单元

Ic温度补偿电流

Vc补偿电压

CS1、CS2电流源

IPTAT与绝对温度成正比的电流

IBG能隙参考电流

具体实施方式

请参考图4，图4为本发明用于一传送机的一调制单元40的示意图。调制单元40包含有一滤波器41、一放大器42以及一参考电压调整电路43。滤波器41用来对一前级数字至模拟转换器输出的信号进行滤波，以达到波形整形的作用。放大器42可以是各种形式的放大器电路(如共源级放大器)，用来实现混波器(Mixer)等调制电路，以对滤波器41所输出的基频信号进行混波或放大等调制处理。参考电压调整电路43耦接于滤波器41与放大器42之间，用来根据温度变化，调整放大器42的一共模参考电压Vx，以补偿温度效应对放大器增益所产生的影响。

其中，参考电压调整电路43另包含有一补偿电流产生单元435及一电阻R3。补偿电流产生单元435用来根据温度变化，产生一温度补偿电流Ic。电阻R3的一端耦接于滤波器41，另一端耦接于补偿电流产生单元435及放大器42的输入端(即晶体管M1的栅极)，用来根据补偿电流产生单元435所输出的温度补偿电流Ic，产生一补偿电压Vc。在此情形下，放大器42的共模参考电压Vx将等于滤波器41所输出的共模电压Vcm与补偿电压Vc的一总和。

因此，本发明可通过补偿电流产生单元435所产生的温度补偿电流Ic，调整放大器的共模参考电压Vx，以补偿温度效应对放大器增益所产生的影响。此外，在本发明中，电阻R3不是作为阻挡交流信号之用，因此其可通过电路中既有的电阻或额外的一小电阻实现，以节省芯片生产成本。

举例来说，请参考图5，图5为图4中参考电压调整电路43的实施例示意图。如图5所示，补偿电流产生单元435可由一第一电流源CS1及一第二电流源CS2所组成。第一电流源CS1用来提供与绝对温度成正比(Proportionalto Absolute Temperature，PTAT)的一第一电流IPTAT；第二电流源CS2用来汲取与绝对温度成无关的一第二电流IBG，或称参考能隙电流(Band GapCurrent)；而第一电流IPTAT与第二电流IBG的一差值则流向电阻R3形成温度补偿电流Ic。其中，与绝对温度成正比的电流及参考能隙电流的产生方式，为本领域技术人员所知，于此不赘述。在此情形下，第一电流IPTAT与第二电流IBG的差值所形成的温度补偿电流Ic亦与绝对温度成正比，或称温度补偿电流Ic具有正温度系数。

一般来说，放大器的增益会随着温度上升而降低，例如晶体管M1的转导会随着温度上升而降低，因此本发明可通过具有正温度系数的温度补偿电流，补偿温度效应对放大器增益所造成的影响，以避免传送机产生错误的射频信号或输出功率飘移的情形发生。

此外，在实际实现补偿电流产生单元435时，本发明另可通过适当地配置第一电流源CS1或第二电流源CS2的晶体管大小或数量，以调整温度补偿电流的温度系数，进而达到放大器增益的补偿效果。

请注意，上述实施例仅用来作为本发明的一举例说明，本领域技术人员当可根据实际需求作适当地修改，而不限于此。例如，第一电流源CS1所产生的第一电流可以是一与绝对温度无关的参考能隙电流，而第二电流源CS2所产生的第二电流可以是一与绝对温度成正比的电流。如此一来，第一电流与第二电流的差值将产生一具负温度系数的温度补偿电流。或者，第一电流及第二电流皆可通过与绝对温度成正比的电流实现，以增加调整补偿电流温度系数的弹性。如此相对应变化，皆属本发明的范围。

此外，本发明参考电压调整电路并非局限于传送机的应用，而可应用于任何需对放大器增益进行温度补偿的电路架构，其亦属于本发明的范围。另一方面，请参考图6，图6为本发明用于一传送机的一调制单元60的实施例示意图。相较于图4，调制单元60另包含有一电容C3，用来搭配电阻R3实现一被动滤波器，以节省传送机中所需使用运算放大器的数量，进而节省芯片面积及耗电量。

综上所述，本发明是通过产生随温度变化的温度补偿电流，控制放大器的共模参考电压，以补偿温度效应对放大器增益所产生的影响。此外，本发明的电路架构可同时节省已知传送机架构中所需使用运算放大器的数量，进而节省芯片面积及耗电量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (15)

1.一种进行温度补偿的参考电压调整电路，其特征在于，所述参考电压调整电路包含有：

一接收端，用来接收一共模电压；

一输出端，用来输出一参考电压；

一补偿电流产生单元，用来根据温度变化，产生一温度补偿电流；以及

一电阻，其一端耦接于所述接收端，另一端耦接于所述输出端及所述补偿电流产生单元，用来根据所述温度补偿电流，产生一补偿电压；

其中，所述输出端所输出的所述参考电压是所述共模电压与所述补偿电压的一总和。

2.如权利要求1所述的参考电压调整电路，其特征在于，所述补偿电流产生单元包含有：

一第一电流源，耦接于所述输出端，用来提供与绝对温度成正比的一第一电流；以及

一第二电流源，耦接于所述输出端，用来汲取与绝对温度无关的一第二电流；

其中，所述温度补偿电流是所述第一电流与所述第二电流的一差值。

3.如权利要求1所述的参考电压调整电路，其特征在于，所述补偿电流产生单元包含有：

一第一电流源，耦接于所述输出端，用来提供与绝对温度无关的一第一电流；以及

一第二电流源，耦接于所述输出端，用来汲取与绝对温度成正比的一第二电流；

其中，所述温度补偿电流是所述第一电流与所述第二电流的一差值。

4.如权利要求1所述的参考电压调整电路，其特征在于，所述补偿电流产生单元包含有：

一第一电流源，耦接于所述输出端，用来提供与绝对温度成正比的一第一电流；以及

一第二电流源，耦接于所述输出端，用来汲取与绝对温度成正比的一第二电流；

其中，所述温度补偿电流是所述第一电流与所述第二电流的一差值。

5.如权利要求1所述的参考电压调整电路，其特征在于，所述电阻是一具小电阻值的电阻。

6.如权利要求1所述的参考电压调整电路，其特征在于，所述参考电压调整电路另包含一电容，其一端耦接于所述输出端，另一端耦接于一地端。

7.如权利要求6所述的参考电压调整电路，其特征在于，所述电阻与所述电容另用来作为一被动滤波器。

8.如权利要求1所述的参考电压调整电路，其特征在于，所述输出端耦接于一后级放大器的输入端，而所述输出端所输出的所述参考电压是所述后级放大器的一共模偏压。

9.一种具温度补偿功能的传送机装置，其特征在于，所述传送机装置包含有：

一滤波器；

一放大器；以及

一参考电压调整电路，耦接于所述滤波器与所述放大器之间，其包含有：

一接收端，用来接收所述滤波器所输出的一共模电压；

一输出端，用来输出一参考电压，以驱动所述放大器；

一补偿电流产生单元，耦接于所述输出端，用来根据温度变化，产生一温度补偿电流；以及

一电阻，其一端耦接于所述接收端，另一端耦接于所述输出端及所述补偿电流产生单元，用来根据所述温度补偿电流，产生一补偿电压；

其中，所述输出端所输出的所述参考电压是所述共模电压与所述补偿电压的一总和，用以进行温度补偿。

10.如权利要求9所述的传送机装置，其特征在于，所述补偿电流产生单元包含有：

一第一电流源，耦接于所述输出端，用来提供与绝对温度成正比的一第一电流；以及

一第二电流源，耦接于所述输出端，用来汲取与绝对温度无关的一第二电流；

其中，所述温度补偿电流是所述第一电流与所述第二电流的一差值。

11.如权利要求9所述的传送机装置，其特征在于，所述补偿电流产生单元包含有：

一第一电流源，耦接于所述输出端，用来提供与绝对温度无关的一第一电流；以及

一第二电流源，耦接于所述输出端，用来汲取与绝对温度成正比的一第二电流；

其中，所述温度补偿电流是所述第一电流与所述第二电流的一差值。

12.如权利要求9所述的传送机装置，其特征在于，所述补偿电流产生单元包含有：

一第一电流源，耦接于所述输出端，用来提供与绝对温度成正比的一第一电流；以及

一第二电流源，耦接于所述输出端，用来汲取与绝对温度成正比的一第二电流；

其中，所述温度补偿电流是所述第一电流与所述第二电流的一差值。

13.如权利要求9所述的传送机装置，其特征在于，所述电阻是一具小电阻值的电阻。

14.如权利要求9所述的传送机装置，其特征在于，所述参考电压调整电路另包含有一电容，其一端耦接于所述输出端，另一端耦接于一地端。

15.如权利要求14所述的传送机装置，其特征在于，所述电阻与所述电容另用来作为一被动滤波器。

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