CN1708898A - 自动功率电平控制用的集成射频信号电压检测器 - Google Patents

Abstract

将射频信号电压由自DC参考电压产生AC参考电压测定并且在包络检测器中测定该AC参考电压的包络，其中该包络检测器(130)具有大致等同于用以测定该射频信号包络的包络检测器(150)的结构。该AC参考电压可大致消除任何DC偏移，因而产生可抵抗温度及电源变化的高稳定性。再者，针对该射频信号及参考信号使用大致相同的射频信号路径，可大致补偿由于射频信号路径所造成的信号失真。

Description

自动功率电平控制用的集成射频信号电压检测器

技术领域

本发明主要涉及用于测定由一发射器所发出的射频(RF)信号的自动化方法，其中该发射器诸如使用在无线通讯系统者，例如包括无线局域网络(WLAN)、行动电话等等，且具体言之，本发明涉及一种用于RF信号的芯片上检测系统，以易于实施到集成自动功率电平控制系统中。

背景技术

由于双向式无线通讯系统的需求一直不断地增加，因此目前对于开发具有低成本且可提供高可靠度的发射器/接收器装置(以下称之为收发器)不遗余力。有关此方面的关键问题在于所能制造的相应的收发器的集成化程度。此外，在许多应用中，诸如移动电话、移动式计算机应用等等，以有限的电池电力获得长操作时间的低功率消耗也是主要的考虑点。

目前，已有种类众多的收发器装置，其中大致上有两种收发器装置的结构在市场上竞争。由于具有高集成程度的可行性以及降低功率消耗的潜力，相较于所谓的超外差式结构，所谓的直接转换结构似乎变成较佳的结构。超外差式技术采用一中间频率(IF)，其大致上低于RF载波的频率。虽然超外差式结构结构健全且可制造成可靠的操作装置，但为了适当操作这些装置所需要的高选择性RF滤波器需要采用高品质的电容及电感，因此会限制所能达成的集成程度，因为高品质电感并不容易施用于半导体基板中。此因素及以较高频率操作的放大器的固有的高功率消耗问题都导致很早的所谓直接转换技术被再次提出，其中小信号频带(亦称之为基带)在传输期间被直接上变频成RF频带，且在接收该RF载波信号之后被直接下变频成基带。由于信号处理大致发生在该基带中，因此大致可免除大量的高品质电感器，且能以芯片上装置的方式提供相应的滤波器组件。

不论在收发器装置中使用何种结构，通常皆会具有精确控制这些装置的操作的要求，从而在不同环境条件下可以达成可靠的数据传输。有关此方面的问题为由收发器装置的发射器部分发出的信号电平输出的控制。举例来说，在要以有限的电源来达到最大操作时间的应用场合中，输出功率控制是有必要的。在其它应用场合中，法令规定可能要求不可超过最大输出功率，而在又一应用场合中，为了要降低与其它收发器装置的干扰，则可能需要视装置位置来连续控制该输出功率。

另一个问题有关于在接收器侧的增益控制，因为由于例如发射器及/或接收器的位置改变造成信号波动而导致可能接收到极不相同的输入信号电压。因此，为了提供可控制的传输功率及/或为了提供可控制的接收器增益，该RF信号需加以检测并且进一步加以处理，以获得适当的控制变量来将输出功率调整至适当的量值或可用以作为该收发器装置的操作的其它控制之用。为了检测RF信号电压，通常使用所谓的包络检测器，以获得可指示该RF信号的变化强度及因此所指示的RF输出功率电平的信号。

在2001年3月发表的固态电路的IEEE期刊第36卷第3篇“一种在1GHz频率操作的低功率互补式金属氧化物半导体超再生接收器(Alow power CMOS super regenerative receiver at 1GHz)”(由Alexandre Vouilloz等人所著)一文中，揭露一种低功率及低电压超再生接收器，其以1GHz的频率操作且可在一种O.35微米CMOS制程中实施。除此之外，此接收器装置包括低噪声放大器、振荡器及包络检测器。该包络检测器包含以其漏极与源极端子相连接的晶体管对，且具有一固定的电流源连接至该晶体管对的共享源。用于在晶体管对的共享源所获得的输出电压的参考电压由晶体管所产生，其中该晶体管由两个具有相同于该晶体管对的偏压条件的并联晶体管所制成，其中恒流源系提供在该参考电压晶体管的源极。

在1998年12月发表的固态电路的IEEE期刊第33卷第12篇“一种利用包络消除及回复来线性化RF功率放大器的集成电路(An IC forlinearizing RF power amplifiers using envelope elimination andrestoration)”一文中(由David K Su及William J McFarland所著)，揭露一种用以线性化发射器输出放大器的电路。该集成CMOS包络检测器包括n-型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管，其在源极线中具有恒流源及并联至该恒流源的集成电容器。再者，提供虚拟复制电路以免除DC电压以及降低该第一晶体管的失真，其中运算放大器的输入分别连接至该第一晶体管的源极及该虚拟复制电路的源极。运算放大器的输出系被反馈至该虚拟复制电路中的晶体管的栅极，使得两晶体管的输出节点保持在相同的电压。

为了提供例如收发器装置的发送输出功率精确且可靠的控制，还额外需要将由该包络检测器所获得的信号与适当选定的参考信号相比较，以获得控制信号，然而，其中不仅检测器内部的变化，同时还有在产生及处理该参考信号时的变化，这将会导致对应的控制回路产生不稳定的状况。具体来说，芯片温度的影响、电源波动及制造程序的变化都会使绝对RF信号功率电平的芯片上检测性能以及其与预先定义的参考信号的比较性能大大地变差。

考虑到上述这些问题，因此需要开发一种用于分析RF信号电压的改良电路，其可消除或至少大致降低上述的一个或多个问题。

发明内容

整体而言，本发明涉及一种RF信号电压分析电路，其可以相当具有优点地使用在收发器装置的输出功率控制以达成改进的稳定性，其中一个或多个DC参考电压被转换成具有可与待分析的RF信号相比较的频率的对应AC参考电压。然后该AC转换的参考信号可用类似于RF信号的方式来加以处理，以最小化可能由于RF信号路径所导致的任何变化。

根据示例性实施例，集成RF信号电压分析电路包含参考电压源，其配置来提供至少一参考电压。该电路有直流/交流(DC/AC)变流器，其配置来接收该至少一个参考电压并且产生AC参考电压。再者，有一包络检测器配置来接收该AC参考电压及待分析的RF信号，且进一步组配置以分别自所供应的信号产生参考包络信号及RF包络信号。该电路进一步包含比较器电路，该比较器电路配置以接收该RF包络信号及参考包络信号，并且产生可以指示比较结果的比较器输出信号。

在另一示例性实施例中，集成RF信号电压分析电路包含一参考电压源，其配置以提供第一参考电压及第二参考电压。该实施例有一单路DC/AC转换器，其配置为可选择性地接收该第一及第二参考电压。该单路DC/AC转换器进一步配置为可输出代表所接收到的电压的AC参考电压。再者，有一比较器电路，其配置为可输出代表该RF信号与第一AC参考电压及第二AC参考电压相比较的结果的控制信号。

在又一实施例中，参考电压源包括多个串联的电阻器。

在又一实施例中，第一和第二参考电压分别确定指定的电压电平来决定上限值及下限值。

在又一实施例中，该分析电路进一步包括配置以选择预定的电压电平的控制电路。

在又一实施例中，该分析电路进一步包含多个连接至该参考电压源的开关，其配置成可选择性地将该第一或第二参考电压供应给该DC/AC转换器。

在又一实施例中，该参考电压源配置以提供多个参考电压，且其中该DC/AC转换器配置成在相同的信号路径中变换多个参考电压的每一个。

在又一实施例中，该比较器电路包括该包络检测器，该包络检测器包含一AC耦合源极跟随器。

在又一实施例中，该包络检测器进一步包含一集成电容器。

在又一实施例中，该包络检测器进一步包含第一检测器部分及第二检测器部分，该第一检测器部分及该第二检测器部分大致相同，其中该第一检测器部分被连接以接收该至少一个AC参考电压，且该第二检测器部分配置以接收该射频信号。

在又一实施例中，该包络检测器进一步包含切换组件，其配置以重新设定该包络检测器的输出。

在又一实施例中，该比较器电路包含移位补偿比较器。

根据又一示例性实施例，收发器装置包含发射电路，该发射电路具有RF输出级及配置以调整输出级的输出功率电平的控制单元。该收发器进一步包含按照上述示例性实施例配置的RF信号电压分析电路，其中该控制单元可根据由该RF信号电压分析电路所提供的控制信号为基准来调整该输出功率电平。

在又一实施例中，收发器包含配置以接收RF信号的输入级。再者，一RF信号电压分析电路被提供并可包含如上述示例性实施例所述的组件。

在另一示例性实施例中，一种确定RF信号电压的方法包含提供第一参考电压及第二参考电压，并且利用相同的信号处理路径分别将第一及第二参考电压转换成第一AC参考电压及第二AC参考电压。最后，将该RF信号与第一及第二AC参考电压相比较，以获得代表该比较结果的控制信号。

在另一示例性实施例中，一种检测射频信号电压的方法包含提供至少DC参考电压，并且将该至少一个DC参考电压转换成AC参考电压。测量该射频信号的包络及该AC参考电压的包络，并且将该射频信号的包络与该AC参考电压的包络相比较，以产生代表该比较结果的控制输出信号。

附图说明

本发明的其它优点、目的及实施例定义于后附权利要求范围中，且这些都可以通过下面的详细说明并配合附图而获得更深入的了解，其中：

图1为根据一示例性实施例的RF信号分析电路的示意图；

图2为根据一采用多个参考电压来分析RF信号电压的示例性实施例电路示意图；

图3是示意性描述收发器装置的一部分的方框图，其包括用以调整输出功率电平的控制回路，其中该控制回路包括例如参考图1及图2所说明的RF信号电压分析电路；

图4是描述收发器装置的发射器部分的示意性方框图，其包括根据示例性实施例的自动功率电平控制回路；及

图5示意性显示如图4所示的发射器部分的操作的时序图，。

具体实施方式

虽然本发明参考以下详细说明所揭示的实施例及附图加以说明，然而应了解，以下的详细说明及附图并非用以将本发明局限在特定揭示的实施例，相反地，所说明的示例性实施例仅用以示例说明本发明的各种不同的方面，本发明的范围由后附的权利要求范围所界定。

图1显示RF信号电压分析电路100的第一示例性实施例的电路图，在该实施例中将该RF信号电压与AC参考电压相比较。电路100包含配置以产生DC参考电压Vref的DC参考电压源110。在图1的示例性实施例中，该参考电压源110可包含串联的恒流源111及电阻器112，其中该参考电压Vref可在节点113上获得。该参考电压源110连接至DC/AC转换器120，在本实例中，该转换器可包含第一开关121及第二开关122，其中该第一开关121第一端子连接以接收该参考电压Vref，并且以第二端子连接至该DC/AC转换器120的输出123。该第二开关122以一端子连接第二参考电压，在本实例中指接地电位，且另一端子连接至输出123。再者，开关121及122包括各自的控制输入端子，以分别接收时钟信号φ1及φ2来控制该开关121及122的操作。

电路100进一步包含包络检测器130，其经由信号缓冲器124而连接至DC/AC转换器120，及由连接至规定的参考电位128的电容器126及电阻器127所构成的高通组件125。该高通组件125提供DC/AC转换器120与包络检测器130之间的AC耦合，并提供DC偏压给包络检测器130。该包络检测器130可包含任何适当的结构，以检测出施加于其上的AC信号的电压。

在一实施例中，如图1所示，该包络检测器130包含一晶体管131，其栅极连接至电容器126及电阻器127。该晶体管131的源极连接至恒流源132，其中集成电容器133并联至该恒流源132。该晶体管131的源极、集成电容器133及恒流源132连接至共享节点134，该共享节点也用作为该包络检测器130的输出。输出134连接至比较器电路140的输入部141，该比较器电路具有用以指示比较结果的控制信号。

此外，电路100进一步包含第二包络检测器150，其优选具有类似于第一包络检测器130的配置。因此，该第二包络检测器150可包括晶体管151，其源极连接至电容器153及恒流源152，其中该晶体管源极、电容器153及恒流源152的共享节点表示该第二包络检测器150的输出154。该电路提供包括电容器156及电阻器157的高通组件155，其一端连接至参考电位128。如针对第一包络检测器130所作的说明，该高通组件155提供AC耦合至第二包络检测器150，并提供DC偏压给晶体管151。在此应说明，第一及第二包络检测器130、150能以一种极相似的方式制造而成，由于这些装置以极接近的方式形成在小的芯片部分中，以使制造偏差减至最低。

在操作上，该固定电压供应源110通过强加固定电流至该电阻器112而提供参考电压Vref。该开关121、122可通过适当的时钟信号来操作，例如两个非重叠的异相时钟信号φ1及φ2，用以在输出123获得大致的方形波信号，该方形波信号具有由φ1及φ2的时钟频率所决定的频率。在实施例中，该时钟信号φ1及φ2的频率经过选择以大致对应于待分析的RF信号。

在输出123所获得的AC参考电压经由该缓冲器124及电容器126而耦合至第一包络检测器130。接着，该AC参考电压便通过晶体管131(连接成一源极跟随器)及该集成电容器133而转换成基于DC的信号。因此，将参考电压供应至比较器电路140，其中该参考电压已“经历”大致相同于待分析的RF信号的信号路径的RF信号路径，其被提供至该第二包络检测器150。具体来说，该DC参考电压Vref的任何偏移会通过将DC参考电压转换成基于AC的参考电压而抵消。再者，通过使用大致相同于该RF信号的信号路径的RF信号路径，可消除或至少大大地降低其原本具有的任何差异。因此，可以避免或至少降低温度、电源及制程变化所造成的任何影响。

然后该比较器电路140可产生输出信号，该输出信号表示在所检测的RF信号及所检测的基于AC参考电压之间的差值。例如，该比较器电路140可以为一种利用本领域所公知的电容切换技术的偏移补偿式比较器。举例来说，该基于AC参考电压可以指示待分析的RF信号电压的容许上限值，且当该RF信号的包络超过该AC参考电压的包络时，该比较器电路140便会指示出RF信号电压过高。虽然提供单一比较器在通过减少组件数量以降低所需芯片区域的观点而言具有优点，然而，在其它应用场合中，该比较器电路140也可配置成在输出142输出控制信号，以更精确地评估出该RF信号电压。该控制信号接着可作为其它的控制目的，如以下将参考图3至图5所作的说明，其中该AC参考电压能够有效降低由于偏移所引起的变化。

图2显示根据另一示例性实施例的电路图。在图2中，相似于或相同于图1所示的组件及部件以相同的参考数字所标示，但将首位数字“1”改为首位数字“2”。因此，这些相同的部件或组件的说明便予以省略。RF信号电压分析电路200包含参考电压源210、DC/AC转换器220、通过信号缓冲器224而连接至该DC/AC转换器220的第一包络检测器230及高通组件225。再者，提供第二包络检测器250且事先经高通组件255处理以供一待分析的RF信号的AC耦合。比较器电路240连接至第一及第二包络检测器230、250的输出。

该参考电压源210配置成可提供多个DC参考电压。在一实施例中，该参考电压源210包含分压器，该分压器包括至少一个第一电阻器212a及一个第二电阻器214，其中通过该第二电阻器214的电压降用作耦合至该高通组件225及255的参考电位228。在图2所示的实施例中，用第三电阻器212n获取两个不同的DC参考电压，这两个参考电压依序不同于该参考电位228。在其它实施例中，多个第一电阻器212a可用以相对于参考电位228来获取多个不同的参考电压对。举例来说，该多个第一电阻器212a可表示由该通过各自的第一电阻器212a的电压降所界定的多个目标RF信号电压范围，使得与每一个第一电阻器212a相关联的每一各自参考电压对可以分别表示最大电压及最小电压。藉此，供应电压的任何偏移可以导致一参考电压的绝对值的变化，但仍将大致保持该相对值，亦即，对应于参考电压对的磁滞现象。

每一个第一电阻器212a及第三电阻器212n连接至一对应的多个第一开关221a-221n，其中每一第一开关221a至221n连接至控制逻辑260，该控制逻辑配置成在使其余第一开关221a至221n禁用的情况下使其中一个第一开关221a启用。举例来说，若仅用第一电阻器212a、第三电阻器212n及电阻器214构成分压器，则可通过使第一开关221a启用且使第一开关221n禁用，而提供第一参考电压给该DC/AC转换器220，并通过使第一开关221a禁用且使第一开关221n启用而提供第二参考电压。在下文中，所谓的第一及第二参考电压表示针对由分别的第一电阻器212a所决定的目标信号电压范围的上限值及下限值，其中在其它实施例中，可以采用多个参考电压，例如通过选择开关221a至221n其中之一，使得RF信号电压可根据该多个参考电压来加以评估。

该第一及第二包络检测器230、250可分别进一步包含开关234、254，其连接成可选择性地重新设定该第一及第二包络检测器230、250的状态。开关234、254可连接至一控制电路(未示出)，以允许控制开关的操作。再者，不同于参考图1所说明的实施例，晶体管231、251为P-沟道MOS晶体管，其中应说明的是，所采用的MOS晶体管种类的选择与设计及制程有关，且若合适，也可以选择N-沟道MOS晶体管。

在操作上，控制逻辑260可使第一开关221a启用，使得开关221a可由第一时钟信号φ1所控制，而第二开关222的操作则由非重叠异相时钟信号φ2所控制，以在输出223提供AC参考电压。AC参考电压的进一步信号处理类似于上述针对图1所作的说明。因此，比较器电路240接收由该第一包络检测器230所提供的第一基于AC参考电压以及一信号，该信号代表供应至第二包络检测器250的待分析RF信号。接着该比较器电路240可产生代表比较结果的第一控制信号。举例来说，第一控制信号能以二进制信号的形式提供到第一信号线243上，该二进制信号指示该第二包络检测器250的输入信号是高于还是低于由第一包络检测器230所提供的信号，从而指示该RF信号电压是否超过预定的上限值(由第一基于AC参考电压所表示)。

接着控制逻辑260可根据譬如第一控制信号值或一规则基准来使开关221a禁用且使开关221n启用。在此同时，开关234、254可激活而达到一预定时间间隔，以重新设定该第一及第二包络检测器230、250。用于激活该开关234、254的对应的控制信号可由诸如控制逻辑260所提供。接下来，DC/AC转换器220的第一及第二开关221n、222可通过第一及第二时钟信号φ1及φ2而同步操作，以提供一第二基于AC参考电压至比较器电路240，然后与由该第二包络检测器250所提供的RF信号电压的电流值相比较。然后该比较器电路240可在表示该比较结果的第二信号线244上产生第二控制信号。

相似地，在一实施例中，如上述针对第一控制信号的说明，该第二控制信号可表示一数字信号，该数字信号指示该RF信号的信号电压是否低于由该第二DC参考电压所表示的下限值。因此，通过仅提供两个控制信号线，诸如信号线243、244，该RF信号电压可进入规定的可接受范围内或者是超过上限值或低于下限值，因此通过利用这些控制信号，可采取适当的控制动作。可以容易地看出，可接受范围或RF信号电压可以通过选择该电阻器212a的量值及/或电阻器212a的数量(其由对应的开关221a所选择)所界定。举例来说，若确实适合扩大该信号电压变化的可容许范围，则可通过适当选择对应的开关221a来使用两个电阻器212a，以在第一及第二DC参考电压之间取得一个较大的差值。再者，可通过施加至DC/AC转换器220的不同DC参考电压来执行多个测量周期，其中该比较器电路240配置成可呈现对应数量的控制信号，每一控制信号代表对应的比较结果。

如上述参考图1所指出，针对图2所说明的实施例可以测定该RF信号电压，其中可大致消除在电路200的DC电压侧的任何DC偏移，因为即使发生温度及电源所引致的变化，该第一DC参考电压与第二DC参考电压的差值仍可被大致维持。再者，在大致相同的信号路径中处理该AC参考电压，诸如第一及第二包络检测器，可以补偿在RF信号路径中的变化。在实施例中(未示出)，可以提供单一包络检测器及对应的开关级，以选择性测量该AC参考电压及RF信号，其中在输出端的采样及保持电路可以暂时地保持该输出信号，然后再将其馈入比较器电路240。

图3显示一方框图，其中示意性示出了诸如使用在WLAN应用场合中的收发器装置的发射器部分300。该发射器部分300包含基带电路310、混频器341、本地振荡器340及输出级350。再者，也提供自动功率电平控制电路(APLC)360，可包括RF信号电压分析电路，诸如参考图1及图2所说明的电路100或200。而且，该APLC电路360包含连接至该分析电路100/200的控制单元。

在操作期间，该基带电路310接收要被传送的信号，并且适当处理该信号以获得供应至混频器341的适当的基带信号。该基带电路310根据所需的调制方案及发射器结构，包含任何可以处理数字或模拟信号的适当装置。举例来说，在直接转换结构中，该基带电路310包含对应的装置，以提供同相及正交基带信号，然后再加以适当地滤波。若数字信号被输入至该基带电路310时，可提供对应的数字对模拟转换器，以获取所需的I及Q基带输出信号。若采用不同的结构，该基带电路310可包括产生可在混频器341中适当调制的信号所需的任何中间频率级。

然后，该基带信号或多个基带信号被提供到混频器341，以与由该本地振荡器340所提供的射频信号相混频，而产生调制的RF信号，然后再将其提供至输出级350。该调制的RF信号被放大并输出，其中该信号同时提供至该APLC电路360，其中该RF信号电压分析电路100/200则提供一个或多个对应的控制信号至该控制单元361，该控制单元依序供应对应的增益控制信号至该基带电路310及/或输出级350，藉此将输出电压调整至预定值或预定值范围。

在许多应用场合中，该发射器部分300能以一种时间离散的方式来操作，亦即，信号发送以具有良好界定期间的发送周期来进行，使得APLC电路360的操作可与传送周期同步。举例来说，第一传送周期可用以决定与第一参考电压及第二参考电压的比较结果，且在进行第二传送周期之前，可以重新调整该RF信号电压。在另一实施例中，该RF信号电压可以在第一传送周期期间与多个参考电压相比较，然后在进行下一个传送周期之前进行信号电压的对应控制。在一个或多个传送周期期间测量信号电压以及执行在完成一个或多个传送周期之后且在进行下一个传送周期之前执行增益控制操作，以提高控制回路的稳定性，尤其当在增益控制中执行阶跃变化时，可避免阶跃控制变化期间的信号失真。在其它实施例中，当使用较长的传送时间或当可能发生准连续传送模式时，可以选择测量该RF信号电压的适当的“采样”率，例如，通过适当地操作如图2所示的开关234、254，以获取准连续态控制效果。

由于在APLC电路360中的RF信号电压分析电路100/200对于温度、电源及制程引致的变化具有高度的免除性，因此该发射器部分300可以很容易地以一种单芯片方案来实施，尤其当在功率消耗电路部分(诸如输出级350)中发生DC及温度变化时，将不至于过度地折损该APLC电路360的准确度。

图4显示一方框图，示意性显示了具有自动功率电平控制的发射器电路400的特定实施例。该发射器电路400包含数模转换器(DAC)401，其用以接收数字形式的同相(I)基带信号及正交(Q)基带信号。该DAC 401进一步配置成输出以P及N标示的不同模拟信号。滤波器402设置在该信号路径的下面，且其输出连接至混频器404，该混频器404被连接以接收来自于本地振荡器403的信号。该混频器输出连接至射频输出驱动器404，其输出连接至适配电路(未示出)及APLC电路470。APLC电路470包含RF信号电压分析电路，诸如参考图1及图2所说明的电路100或200。再者，提供控制逻辑460并配置可控制该RF信号电压分析电路100/200的操作。再者，该控制逻辑460可接收控制数据，该控制数据规定该输出驱动器404的目标输出信号电压或范围。该APLC电路470进一步连接至一DAC控制逻辑480，然后该DAC控制逻辑连接至该DAC 401，以提供参考或控制电压给该DAC 401以变换模拟信号，藉此调整RF信号输出电压。在图4所示的实施例中，该APLC电路470经由控制线443及444而提供两种数字控制信号，以指示RF信号电压过高或过低或者落在一规定范围内。如先前参考图2所作的说明，该控制逻辑460可通过选择电压降的量值来控制规定范围的量值以及通过选择特定级的分压器来控制该目标RF信号电压的绝对位置。

在操作时，该发射器电路400可在一操作模式下使用，其中供应至DAC 401的数字信息系在规定的分组中传送，亦即，针对每一传送事件来界定规定传送帧长度。举例来说，在初始化该发射电路400之后，该DAC控制逻辑480可以将供应至该DAC 401的参考电压设定为最低电压，以在输出驱动器404获取最小RF输出电压。在该APLC电路470初始化之后，该RF信号电压分析电路100/200接收该RF输出信号，并且在控制线443、444建立相应的数字控制信号。根据控制线443、444所指示的信号电压，该DAC控制逻辑480会增加或保持供应至DAC 401的参考电压。在一特定实施例中，在控制线443、444上建立两数字控制信号的测量时间可选定为小于一最小传送帧长度，使得相应的RF信号电压可在一个传送周期内被评定。当控制线443、444指示“功率太低”状态时，该DAC控制逻辑480会在下一个传送周期之前以预定步阶量来增加参考电压。

图5是例如当APLC电路470中采用图2所示的RF信号电压分析电路200时该发射器电路400操作期间的时序图。在此进一步假设最小传送帧长度为大约50微秒，且针对该RF信号电压分析电路200的单一测量周期的时间间隔设定为23.3微秒，亦即该开关234及254每隔23.3微秒便关闭短时间间隔(例如两微秒)一次，以重新设定该第一及第二包络检测器230、250。该信号“清除”表示供应至开关234、254的时钟信号周期性地重新设定该第一及第二包络检测器230、250。信号501代表在比较器电路240的输出242的信号。信号502代表在控制线443上的控制信号，其也可称之为“功率太高”信号。信号503代表在控制线444上的控制信号，其也可称之为“功率太低”信号。最后，信号504代表一用以分别使该开关221a及221n启用的信号，且也可将此信号视为用以指示该RF信号电压与上限值(开关221a被启用)或下限值(开关221n被启用)相比较的信号。在图5中，描述了三个不同的阶段1至3。假设在阶段1中，RF电压分析电路处在高功率测量模式中，亦即开关221a被启用而开关221n为禁用，使得RF信号电压与上限值相比较。然后，该信号501(比较器输出242)为低，且在完成第一测量周期之后，亦即，在第二清除信号之前，采样该比较器结果且将信号502(功率太高)的逻辑值设为高。在时间点A(阶段2)，该RF功率信号降低并且低于上限值，因此信号501的逻辑值便切换成高。藉此，在对应的测量周期的尾声，该信号502(功率太高)的逻辑值设定为低，且该信号504的逻辑值设定为低，因而此时需要进行下限值的测量以清楚地判定该RF信号电压的状态。亦即，开关221a禁用且开关221n为启用，且该RF信号电压与下限值相比较。在阶段2期间，假设该RF信号电压落在由上限值及下限值所界定的范围内，这样在对应的测量周期尾声，该信号504的逻辑值再次被设定为高，以初始化准备与该上限值的比较。由于该RF信号电压仍落在规定的范围内，因此该信号501(比较器输出242)的逻辑值会变成高。在时间点B，其假设该RF信号电压减少且低于该下限值。因此，信号501的逻辑值保持为高，且需要将该信号504的逻辑值设为低，以启动与下限值进行比较。然后，该信号501的逻辑值仍保持为高。因此，在对应测量周期的尾声，该信号503(功率太低)的逻辑值设为高。藉此，在两个测量周期内，该DAC控制逻辑480对接收到该RF信号电压作一清楚的评估，并且可相应地调整供应至该DAC401的参考电压。

在此应说明的是，该RF信号电压分析电路100或200也可用于收发器装置的接收器侧，以供应用以表示所接收到的RF信号电压的控制信号，从而能以此控制信号为基准来执行适当的控制操作。

产业利用性

本发明涉及线路设计的改良，在如行动电话、无线局域网络(WLAN)等的大量产品中是有用的。因此，本发明在工业量产领域具有极高优点。

Claims (10)

1.一种集成射频信号电压分析电路，其包括：

参考电压源(110)，其配置以提供至少一个参考电压；

DC/AC转换器(120)，其配置以接收该至少一个参考电压并且产生对应于该至少一个参考电压的AC参考电压；

包络检测器(130，150)，其配置以接收该AC参考电压及待检测的射频信号，并且产生参考包络信号及射频包络信号；以及

比较器电路(140)，其配置以接收该射频包络信号及该参考包络信号，并且产生用以指示该比较器电路(140)的比较结果的比较器输出信号。

2.如权利要求1所述的分析电路，其中该参考电压源(110；210)包含多个串联的电阻器(212a，…，212n)。

3.如权利要求1所述的分析电路，其中该参考电压源配置以提供至少两个参考电压，以针对规定的电压电平来决定上限值及下限值。

4.如权利要求3所述的分析电路，进一步包含一控制电路(260)，其配置以选择该预定的电压电平。

5.如权利要求3所述的分析电路，进一步包含多个连接至该参考电压源(110)的开关(121，212a，…，212n)，这些开关配置成可选择性地供应该至少一个参考电压至该DC/AC转换器(120)。

6.如权利要求1所述的分析电路，其中该参考电压源(110)配置以提供多个参考电压，且其中该DC/AC转换器(120)配置以在相同的信号路径中变换该多个参考电压的每一个。

7.如权利要求1所述的分析电路，其中该包络检测器(130，150)包含一AC耦合源极跟随器(131，151)。

8.如权利要求7所述的分析电路，其中该包络检测器(130，150)进一步包含一集成电容器(133，153)。

9.如权利要求1所述的分析电路，其中该包络检测器(130，150)包含第一检测器部分(130)及第二检测器部分(150)，该第一检测器部分(130)及该第二检测器部分(150)大致相同，其中该第一检测器部分(130)被连接以接收该至少一个AC参考电压，且该第二检测器部分(150)配置以接收该射频信号。

10.如权利要求1项所述的分析电路，其中该包络检测器(130，150，230，250)进一步包含开关组件(233，253)，其配置以重新设定该包络检测器的输出。

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