包络检测的制作方法

阅读：评论：0

包络检测
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年8月19日提交的法国申请号2108777的权益，该申请通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开一般涉及电子电路，并且，更具体地涉及用于检测调幅信号的包络的设备。

背景技术：

4.调幅射频信号的接收器是已知的。例如，射频信号以ook(“开关键控”)进行调制。例如，射频信号具有100khz至10ghz范围内的频率。
5.为了获得经由射频信号的幅度调制所发射的数据，这些已知的射频接收器包括包络检测设备。包络检测的目的是供应表示调幅射频信号的包络的信号，该信号表示所发射的数据。

技术实现要素：

6.实施例提供包络检测设备。各种实施例提供了克服已知包络检测设备的全部或部分缺点的包络检测设备，例如，当这些包络检测设备被实现在无线调幅射频信号的接收器中的情形。
7.一个实施例提供了一种包络检测设备，包括：
8.被配置为接收调幅射频信号的输入端子；
9.并联连接在输入端子和被配置为接收参考电位的第一节点之间的电阻元件和第一mos晶体管；
10.连接在第一mos晶体管的栅极和第一节点之间的第一电容元件；
11.包络检测电路，其连接到输入端子，并被配置为供应表示调幅信号的包络的电压；以及
12.用于控制第一mos晶体管的电路，其被配置为：
[0013]-仅当所述电压小于第一阈值时向第一mos晶体管的栅极供应第一电流；以及
[0014]-仅当所述电压高于第二阈值时，从第一mos晶体管的栅极汲取第二电流，第二阈值高于第一阈值。
[0015]
根据一个实施例，包络检测电路的增益等于信号的平方的k倍。
[0016]
根据一个实施例，包络检测电路具有负增益。
[0017]
根据一个实施例，控制电路包括：
[0018]-第一电路，其被配置为仅当所述电压小于第一阈值时，向第一mos晶体管的栅极供应第一电流；以及
[0019]-第二电路，其被配置为仅当所述电压高于第二阈值时，从第一mos晶体管的栅极汲取第二电流。
[0020]
根据一个实施例，第二电路还被配置为：仅当所述电压小于第二阈值时，向第一mos晶体管的栅极供应第三电流。
[0021]
根据一个实施例，第三电流与第二电流具有相同数量级，例如等于第二电流。
[0022]
根据一个实施例，第一电流是第二电流的至少10倍。
[0023]
根据一个实施例，控制电路还包括与第一电容元件并联连接的开关。
[0024]
根据一个实施例，第一电路包括：
[0025]-第一差分对，其具有被配置为接收电压的第一输入和被配置为接收第一阈值的第二输入；
[0026]-被配置为偏置第一差分对的第一电流源；以及
[0027]-至少一个第一电流镜，其被配置为当所述电压小于第一阈值时将第一电流从流过第一差分对的电流供应到第一晶体管的栅极，其中第二电路包括：
[0028]-第二差分对，其包括被配置为接收所述电压的第一输入和被配置为接收第二阈值的第二输入；
[0029]-被配置为偏置第二差分对的第二电流源；
[0030]-至少一个第二电流镜，其被配置为当所述电压高于第二阈值时从流过第二差分对的电流中从第一晶体管的栅极汲取第二电流；以及
[0031]-至少一个第三电流镜，其被配置为当所述电压小于第二阈值时，将第三电流从流过第二差分对的电流供应到第一晶体管的栅极。
[0032]
根据一个实施例，第一电路包括：
[0033]-第一差分对，其具有被配置为接收电压的第一输入和被配置为接收第一阈值的第二输入；
[0034]-被配置为偏置第一差分对的第一电流源；以及
[0035]-至少一个第一电流镜，其被配置为当电压小于第一阈值时将第一电流从流过第一差分对的电流供应给第一晶体管的栅极，其中第二电路包括：
[0036]-第二差分对，其包括被配置为接收电压的第一输入和被配置为接收第二阈值的第二输入；
[0037]-被配置为偏置第二差分对的第二电流源；以及
[0038]-至少一个第二电流镜，其被配置为当电压高于第二阈值时从在第二差分对中流动的电流中从第一晶体管的栅极汲取第二电流。
[0039]
根据一个实施例，第一电流与第二电流数量级相同，例如等于第二电流。
[0040]
根据一个实施例，包络检测电路包括：
[0041]
mos晶体管，其具有耦接到所述输入端子的第一导电端子；
[0042]
电压源，其被配置为向包络检测电路的mos晶体管的栅极施加恒定的偏置电压；以及
[0043]
并联连接在包络检测电路的mos晶体管的第二导电端子和被配置为接收电源电位的第二节点之间的电容元件和电阻元件。
[0044]
根据一个实施例，检测电路的mos晶体管的第二导电端子耦接到、优选地连接到包络检测电路的所述输出，该输出被配置为递送电压。
[0045]
一个实施例提供了一种唤醒射频接收器，其包括诸如所述的设备。
[0046]
根据一个实施例，接收器还包括：
[0047]
用于接收射频信号的所述天线；以及
[0048]
阻抗匹配网络，其将天线耦接到包络检测设备的输入端子。
附图说明
[0049]
上述特征和优点以及其他特征和优点将在以下参考附图以说明而非限制的方式给出的具体实施例的描述中进行详细描述，其中：
[0050]
图1示意性地示出了射频接收器的一个实施例；
[0051]
图2更详细地示出了图1的射频接收器的设备的实施例的一个示例；
[0052]
图3更详细地示出了图2的设备的电路的实施例的一个示例；
[0053]
图4更详细地示出了图2的设备的另一个实施例的另一个示例；
[0054]
图5更详细地示出了图2的设备的电路的另一个实施例的一个示例；以及
[0055]
图6示出了图1的射频接收器的电路的实施例的一个示例。
具体实施方式
[0056]
相似的特征在各个图中以相似的附图标记标出。特别地，在各种实施例之中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以布置为相同的结构、尺寸和材料属性。
[0057]
为了清楚起见，仅详细说明和描述了对理解本文所描述的实施例有用的步骤和元件。具体的，用于从射频信号的包络中恢复经由调幅信号所发射的数据的常用技术未被详述，所描述的实施例与这些常用技术兼容。
[0058]
除非另有说明，否则当对连接在一起的两个元件进行引用时，这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，并且当对耦接在一起的两个元件进行引用时，这表示这两个元件可以经由一个或多个其他元件耦接或者它们可以被连接。
[0059]
在以下公开中，除非另有说明，否则当对诸如术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”等之类的绝对位置限定词或诸如术语“上方”、“下方”、“上”、“下”等之类的相对位置限定词或诸如“水平”、“垂直”等之类的方向限定词进行引用时，对图中所示的取向进行引用。
[0060]
除非另有说明，否则表述“大约”、“大概”、“基本上”和“约”表示在10％以内，优选地在5％以内。
[0061]
除非另有说明，否则在说明书的其余部分中，电流是正的。换句话说，除非另有说明，否则从节点汲取电流的电路意指该电流是正的，并且从节点流向汲取它的电路。类似地，除非另有说明，否则向节点供应电流的电路意指该电流是正的，并且从该电路流向它所供应的节点。
[0062]
当射频接收器在其天线上接收到射频信号时，该信号通过例如阻抗匹配网络和/或滤波器而被发射到射频接收器的第一级的输入，例如，发射到包络检测设备的输入。
[0063]
由接收器的第一级接收到的射频信号对应于调幅射频信号，也被称为有用信号，在其上叠加有可能的干扰射频信号。供应给第一级的输入的有用信号的峰-峰(peak-to-peak)幅度可能变化很大，例如，根据在有用信号的发射器和接收器之间的有用信号的发射条件(诸如，例如发射器和接收器之间的距离)，它可能在2mv到3.5v的范围内。
[0064]
此外，存在于第一级的输入上的干扰信号的峰-峰幅度可能远大于有用信号的幅度。例如，干扰信号的功率比有用信号的功率大高达+30db。
[0065]
一种用于恢复经由有用信号发射的数据的方法包括：生成表示存在于第一级的输入上的射频信号的包络的电压，也就是说，其电平随射频信号的包络的幅度变化而变化的电压。然而，表示包络的电压的高低电平之间的差异应该足够大，以便能够识别何时电压处于低电平以及何时电压处于高电平，从而恢复有用信号的幅度调制以及因此经由该有用信号所发射的数据。
[0066]
由无线电接收器的第一级所接收到的有用信号的峰-峰幅度的强烈变化以及干扰信号的可能存在引起了问题。例如，有用信号的峰-峰幅度太高可能会引起饱和问题和/或干扰信号的存在可能会妨碍对有用信号的正确解码。
[0067]
此外，通常希望这些射频接收器消耗很少的功率，特别是当它们被实现在由电池供电的车载应用(embarked application)中时。例如这对于被称为唤醒无线电接收器wur的射频接收器而言尤其如此，该射频接收器被配置为在感兴趣的射频频带上检测唤醒信号是否被发射。实际上，这些唤醒接收器在等待该唤醒信号的同时不断地收听或观察感兴趣的频带。
[0068]
在这里提供了一种特别低功耗的包络检测设备。此外，所提供的包络检测设备实现了自动增益控制(agc)功能。这种自动增益控制功能能够供应包络信号，也就是说，表示调幅射频信号的包络的电压，具有足够不同的高电平和低电平，从而能够恢复经由有用信号发射的数据，同时避免表示包络的该电压由于有用信号的峰-峰幅度的变化和/或由于包络检测设备的输入上存在干扰信号而饱和。
[0069]
本文所提供的包络检测设备例如特别适用于作为射频接收器的第一级，也就是说，在天线、可能的阻抗匹配网络和/或将天线耦接到包络检测设备的输入的可能的带通滤波器之后的接收器的第一有源级。
[0070]
根据一个实施例，所提供的包络检测设备包括在包络检测设备的输入上与公共源极组装在一起的mos(“金属氧化物半导体”)晶体管(例如，具有n沟道(nmos))，以及包络检测电路。自动增益控制功能是由于mos晶体管实现的，它使得能够通过从设备的输入汲取电流来降低设备的输入上的信号的功率，从而使得能够避免检测电路的饱和。mos晶体管的栅极电压的控制由晶体管控制电路基于包络检测电路的输出电压与第一阈值的比较，以及该相同电压与第二阈值的比较来实现。这两个比较的结果通过相应地调配mos晶体管的控制来确定mos晶体管应该从包络检测设备的输入汲取的电流。这使得能够将包络检测设备的输入上的信号的峰-峰幅度设置为使得包络检测电路不饱和的值。
[0071]
根据一个实施例，包络检测电路的增益等于k乘以包络检测设备的输入上的信号的平均峰-峰幅度的平方。因此，当设备的输入上的有用信号的平均峰-峰幅度小时，设备的输入上的信号的包络对于彼此之间距离足够远的检测器的输出电压的高电平和低电平而被充分放大。
[0072]
图1示意性地示出了射频接收器1的一个实施例(在图1中部分地示出)，并且更具体地示出了该接收器1的包络检测设备10的一个实施例。优选地，接收器1是唤醒射频接收器或激活射频接收器。
[0073]
接收器1是例如根据ook调制的调幅射频信号2的无线接收器。
[0074]
接收器1包括被配置为接收射频信号2的天线3。在图1的示例中，天线通过可选的阻抗匹配网络imp而被耦接到设备10的输入rfin。在另一个未图示出的示例中，在天线3和输入rfin之间提供与网络imp相关联或不相关联的滤波器。设备10因此形成射频接收器1的第一有源级。
[0075]
设备10的输入rfin被配置为接收调幅射频信号vin。实际上，当射频发射器(图1中未示出)针对接收器1发射调幅射频信号时，该有用信号vut存在于信号vin中。此外，由天线3接收到的干扰信号vint可能与信号vin中的有用信号vut叠加。因此，信号vin等于有用信号vut和干扰信号vint之和。
[0076]
设备10包括电阻元件rl和mos晶体管tl，它们并联连接在输入端子rfin和节点100之间。电阻元件rl例如使得能够实现输入rfin上的阻抗匹配。mos晶体管具有n沟道(nmos)。节点100被配置为接收参考电位gnd，例如地电位。作为示例，晶体管t1的源极耦接到、优选地连接到节点100，晶体管t1的漏极耦接到、优选地连接到端子rfin。
[0077]
设备10包括电容元件c1，其将晶体管t1的栅极耦接到节点100。例如，电容元件c1的第一电极耦接到、优选地连接到节点100，电容元件c1的第二电极耦接到、优选地连接到晶体管t1的栅极。
[0078]
设备10包括包络检测电路det。电路det连接到端子rfin。作为示例，电路det包括连接到端子rfin的输入104。电路det被配置为递送表示信号vin的包络的电压vout，也就是说，包络信号vout。作为示例，电压vout在电路det的输出106上可用。
[0079]
优选地，电路det还连接到节点108，该节点108被配置为接收电源电位vdd，例如，正的并且对电位gnd进行参考。然后电路det与节点108和100之间的晶体管t1和电阻元件r1的并联关联进行串联。
[0080]
根据一个实施例，电路det的增益与信号vin的峰-峰幅度的平方成比例。换言之，增益等于k*vin2，k是比例系数。因此，即使有用信号vut的平均峰-峰幅度很低，例如在大约2mv峰-峰，电压vout的峰-峰幅度也足以由接收器1的处理电路(图1中未示出)处理，该处理电路具体地被配置为在一个比特上对电压vout进行采样。
[0081]
根据一个实施例，电路det的增益为负。换言之，在电路det的增益等于k*vin2的实施例中，比例系数k为负。
[0082]
设备10还包括用于控制晶体管t1的agc电路。agc电路和mos晶体管t1基于电压vout与两个阈值vtl和vth的比较来实现自动增益控制功能。更具体地，根据电压vout与阈值vtl和vth的比较结果，agc电路控制晶体管t1以与由晶体管t1从输入rfin汲取的电流i适配，从而以使得电路det不会饱和的方式适配信号vin的功率。
[0083]
agc电路被配置为仅当电压vout小于阈值vtl时向mos晶体管的栅极供应电流il(图1中未示出)。因此，当电压vout小于阈值vtl时，电流i1对电容元件c1充电，这导致晶体管t1的栅极-源极电压的增加，并且因此导致由晶体管t1从端子rfin汲取的电流i的增加。电流i的增加引起信号vin的功率的下降，这使得能够避免电路det的饱和。换言之，agc电路被配置为：当信号vin的功率超过第一阈值时，增加晶体管t1的栅极-源极电压，通过比较电压vout与阈值vtl，并且更具体地，例如通过检测电压vout小于阈值vtl，来实现关于信号vin的功率超过该第一阈值的检测。
[0084]
将电流i1供应给晶体管t1的栅极，因此使得能够避免电路det的饱和，例如，在叠
加到信号vin中的有用信号vut上的干扰信号vint出现的情形，该干扰信号vint具有大于调幅有用信号的峰-峰幅度的峰-峰幅度，例如，信号vint的功率比信号vut的功率大高达30db的情形。
[0085]
agc电路还被配置为仅当电压vout高于阈值vth、阈值vth高于阈值vtl时从晶体管t1的栅极汲取电流i2。这使得设备10能够修改信号vin的峰-峰电压，即信号vin的功率，以最大化电压vout的峰-峰幅度而不引起电路det的饱和，例如，尤其是当信号vin不包括功率比有用信号vut的功率大(例如大高达30db)的干扰信号vint的情形。换言之，agc电路被配置为：当信号vin的功率小于第一阈值时，降低晶体管t1的栅极-源极电压，通过比较电压vout与阈值vth，并且，更具体地，例如通过检测电压vout高于阈值vth，来实现关于信号vin的功率小于该第一阈值的检测。
[0086]
根据一个实施例，为了修改信号vin的功率，电路agc还被配置为仅当电压vout小于阈值vth时才向晶体管tl的栅极供应电流i3。根据一个实施例，然后电流i3与电流i2具有相同数量级，例如，等于电流i2。换言之，agc电路被配置为：当信号vin的功率超过第一阈值时增加晶体管t1的栅极-源极电压，通过比较电压vout与阈值vth，并且更具体地，例如通过检测电压vout小于阈值vth，来实现关于信号vin的功率超过该第一阈值的检测。
[0087]
因此，在不存在干扰信号vint的情形下，通过电流i2和i3对晶体管t1的控制，信号vin的功率被维持在由阈值vth所确定的值。
[0088]
在这样的实施例中，优选地，与电流i2相比，电流il更大，例如是电流i2的至少10倍。因此，设备10对因干扰信号vint的出现而导致的信号vin的峰-峰电压的增加迅速作出反应。
[0089]
优选地，电容元件c1的值被选择为对于分别从晶体管t1的栅极汲取和供应给晶体管t1的栅极的电流i2和i3而言足够大，以不引起元件c1两端的电压的快速且显著的修改，或者，换言之，使得在没有因干扰信号的出现而导致信号vin的功率突然变化的情形下，电容元件c1两端的电压基本上是恒定的。作为示例，电流i1与元件c1的电容值之比，以及电流i3与元件c1的电容值之比均小于150。
[0090]
在这样的实施例中，与电流i1对电容元件c1的充电相比，则电流i2对电容c1的放电更长，例如，当信号vin包括突然消失的干扰信号vint时，这可能会引起问题。优选地，agc电路则包括用于重置电容元件c1两端的电压的电路。作为示例，该重置电路对应于与电容元件c1并联连接的开关。作为示例，在通过从接收器1的天线3上接收到的信号2所发射的每个新帧开始处，实现对电容元件两端的电压的重置。作为示例，通过检测电压vout从基本上恒定的值(由于输入rfin上没有有用信号vut(没有帧)这一事实)切换到在高电平和低电平之间切换的值(由于输入rfin上存在有用信号vut(经由信号2发射帧)这一事实)来识别帧的开始。
[0091]
根据另一个实施例，为了在没有干扰信号vint的情形下控制信号vin的功率，agc电路不被配置为供应电流i3。在这样的实施例中，电流i1和i2具有相同的数量级，优选为相等。因此，当电压vout在阈值vth和vtl之间时，晶体管t1的栅极上的电压基本上保持恒定。提供相同数量级的电流i1和i2使得能够具有关于电容元件c1的充电和放电速率的对称行为，并且因此在干扰信号vint出现和消失方面具有对称行为。在这种情形下，agc电路可以不包括用于重置电容元件c1两端的电压的电路。
[0092]
基于关于图1所提供的功能指示，设备1的实现，尤其是电路det和agc的实现，在本领域技术人员的能力范围内。
[0093]
图2更详细地示出了图1的设备10的agc电路的实施例的一个示例。
[0094]
agc电路包括输入200和输出202，输入200被配置为接收电压vout，输出202耦接到、优选地连接到图1的设备10的晶体管t1的栅极。
[0095]
在图2的实施例的示例中，agc电路包括电路206和电路208。
[0096]
电路206被配置为仅当电压vout小于阈值vtl时将电流il供应给输出202，并且因此供应给晶体管tl(图1)的栅极。
[0097]
作为示例，电路206包括被配置为接收电压vout的输入、被配置为接收阈值vtl的输入、以及耦接到、优选地连接到输出202的输出。电路206的输出被配置为仅当电压vout小于阈值vtl时将电流i1供应给输出202。
[0098]
电路208被配置为仅当电压vout高于阈值vth时，从输出202汲取电流i2，并且因此从图1的晶体管t1的栅极汲取电流i2。
[0099]
作为示例，电路208包括被配置为接收电压vout的输入、被配置为接收阈值vth的输入、以及耦接到、优选地连接到输出202的输出。电路208的输出被配置为仅当电压vout高于阈值vth时从输出202汲取电流i2。
[0100]
根据一个实施例，如图2中所图示，agc电路还被配置为仅当电压vout小于阈值vth时供应电流i3。作为示例，电路208，或者换句话说，电路208的输出，因此也被配置为仅当电压vout小于阈值vth时在输出202处供应电流i3。
[0101]
此外，根据agc电路被配置为仅当电压vout小于阈值vth时供应电流i3的实施例，agc电路包括用于重置图1的电容元件c1两端的电压的电路rst，例如，连接在输出202和电位为gnd的节点100之间的开关rst。
[0102]
在另一个未图示的实施例中，其中agc电路不供应电流i3，因此电路208被配置为当电压vout小于阈值vth时不向输出202供应电流或从输出202汲取电流。优选地，因此agc电路不包括电路rst。
[0103]
基于关于图2作出的这些电路的功能描述，电路206和208的实现在本领域技术人员的能力范围内。例如，本领域技术人员能够基于电流源、基于将电流源耦接到电路206和208的输出的开关以及基于被配置为将电压vout与阈值vtl和vth进行比较并根据这些比较的结果控制开关的比较器而实现电路206和208。
[0104]
图3图示了基于电流源、基于开关以及基于控制开关的比较器的电路206和208的实施例的一个示例。
[0105]
在该示例中，电路206包括供应电流il的电流源300、将电流源300耦接到电路206的输出的开关302、以及被配置为供应用于控制开关302的二进制信号306的比较器304。信号306的二进制状态取决于信号vout与阈值vtl的比较结果。比较器304被配置为当电压vout小于阈值vtl时导通开关302，否则将其关断。
[0106]
在该示例中，电路208包括汲取电流i2的电流源308、将电流源308耦接到电路208的输出的开关310、以及被配置为递送用于控制开关310的二进制信号314的比较器312。信号314的二进制状态取决于信号vout与阈值vth的比较结果。比较器312被配置为当电压vout高于阈值vth时导通开关310，否则将其关断。
[0107]
在该示例中，电路208还被配置为仅当电压vout小于阈值vth时，向输出202供应电流i3。为此目的，电路208还包括电流源316和开关318，电流源316被配置为供应电流i3，开关318将电流源316耦接到电路208的输出。开关318由信号314控制。比较器312被配置为在电压vout小于阈值vth的情形下导通开关318，否则将其关断。
[0108]
在另一个未图示的示例中，当电压vout小于阈值vth时，电路208不供应或汲取任何电流。在这种情形下，可以省略元件316和318。
[0109]
本领域技术人员能够基于电流源来实现电路206和208的其他示例，该电流源通过由对电压vout与阈值vtl和vth进行比较的比较器的输出信号所控制的开关选择性地耦接到电路的输出。
[0110]
图4更详细地示出了关于图2描述的agc电路的电路206和208的另一个实施例的示例。图4的实施例对应于agc电路被配置为在电压vout小于电压vth的情形下供应电流i3的情形。
[0111]
在实施例的该示例中，电路206包括差分对diffl、用于以电流il'偏置差分对diffl的电流源sl、以及至少一个电流镜mirrorl。
[0112]
差分对diffl被配置为实现电压vout与阈值vtl的比较。例如，差分对diff1具有被配置为接收阈值vtl的输入和被配置为接收电压vout的输入。更具体地，差分对diff1被配置为以使当电压vout小于阈值vtl时，电流i1'流过差分对diff1的第一分支，并且当电压vout高于阈值vtl时，电流i1'流过差分对的第二分支，应当理解，正如在差分对中已知的，当电压vout非常接近或等于阈值vtl时，电流i1'的一部分流过第二分支。
[0113]
(一个或多个)电流镜mirrorl被配置为从流过差分对diffl的一个分支的电流来供应电流il，在该示例中，从流过差分对diffl的第一分支的电流来供应。更具体地，(一个或多个)电流镜mirror1被配置为在电路206的输出处供应电流i1，并且因此在agc电路的输出202处供应电流i1。因此，当电压vout小于阈值vtl时，例如充分地小于阈值vtl时，差分对diff1的第一分支中的电流等于电流i1'，并且由(一个或多个)电流镜mirror1供应的电流i1是电流i1'的倍数，并且当电压vout高于阈值vtl时，差分对diff1的第一分支中的电流为零，并且由(一个或多个)电流镜mirror1供应的电流i1为零，或者换句话说，电路206不供应电流i1。
[0114]
作为示例，在图4中，电流源s1连接在节点400和在该示例中处于电位vdd的节点108之间。在图4的示例中，差分对diff1的第一分支包括mos晶体管402，该mos晶体管402在该示例中具有p沟道(pmos)，具有连接到节点400的源极和被配置为接收电压vout的栅极，差分对diff1的第二分支包括mos晶体管404，在该示例中具有p沟道，具有连接到节点400的源极和被配置为接收电压或阈值vtl的栅极。在该示例中，晶体管402和404的漏极耦接到处于电位gnd的节点100。在该示例中，电路206包括两个电流镜mirror1，分别带有图4中的附图标记mirror11和mirror12。例如，晶体管402的漏极通过电流镜mirror11的mos晶体管406而耦接到节点100，电流镜mirror11还包括与晶体管406镜像组装的mos晶体管408。作为示例，晶体管406和408具有n沟道。电流镜mirror12包括在节点108和100之间与晶体管408串联的mos晶体管410，晶体管408和410分别位于节点100和108的一侧上。电流镜mirror12包括与晶体管410镜像组装的mos晶体管412，并且被配置为在电路206的输出上供应电流i1，并且因此在agc电路的输出202上供应电流i1，晶体管412例如连接在节点108和输出202之
间。作为示例，晶体管410和412具有p沟道。作为示例，晶体管404的漏极通过例如具有n沟道的二极管组装的mos晶体管414而耦接到节点100。
[0115]
在图4的实施例的示例中，电路208包括差分对diff2、用于以电流i23'偏置差分对diff2的电流源s2、至少一个电流镜mirror2和至少一个电流镜mirror3。
[0116]
差分对diff2被配置为实现电压vout与阈值vth的比较。例如，差分对diff2具有被配置为接收阈值vth的输入和被配置为接收电压vout的输入。更具体地，差分对diff2被配置为以使当电压vout小于阈值vth时，电流i23'流过差分对diff2的第一分支，并且当电压vout高于阈值vth时，电流i23'流过差分对的第二分支，应当理解，正如在差分对中已知的，当电压vout非常接近或等于阈值vth时，电流i23'的一部分流过第一分支，而电流i23'的另一部分流过第二分支。
[0117]
(一个或多个)电流镜mirror2被配置为从流过差分对diff2的分支中的一个分支的电流汲取电流i2，在该示例中，从流过差分对diff2的第一分支的电流汲取电流i2。更具体地，(一个或多个)电流镜mirror2被配置为从电路208的输出汲取电流i2，并且因此从agc电路的输出202汲取电流i2，agc电路本身连接到晶体管t1的栅极。因此，当电压vout高于阈值vth时，差分对diff2的第二分支中的电流等于电流i23'，并且由(一个或多个)电流镜mirror2汲取的电流i2是电流i23'的倍数。相反，当电压vout小于阈值vth时，差分对diff2的第二分支中的电流为零，并且由(一个或多个)电流镜mirror2汲取的电流i2为零，或者换句话说，电路208不汲取电流i2。
[0118]
(一个或多个)电流镜mirror3被配置为从流过差分对diff2的一个分支的电流来供应电流i3，在该示例中，从流过差分对diff2的第一分支的电流来供应电流i3。更具体地，(一个或多个)电流镜mirror3被配置为将电流i3供应给电路208的输出，并且因此供应给agc电路的输出202，agc电路本身连接到晶体管t1的栅极。因此，当电压vout小于阈值vth时，差分对diff2的第一分支中的电流等于电流i23'，并且由(一个或多个)电流镜mirror3供应的电流i3是电流i23'的倍数。相反，当电压vout高于阈值vth时，差分对diff2的第一分支中的电流为零，并且由(一个或多个)电流镜mirror3供应的电流i3为零，或者换句话说，电路208不供应电流i3。
[0119]
作为示例，在图4中，电流源s2连接在节点420和在该示例中处于电位vdd的节点108之间。在图4的示例中，差分对diff2的第一分支包括mos晶体管422，在该示例中具有p沟道，具有连接到节点420的源极和被配置为接收电压vout的栅极，差分对的第二分支diff2包括mos晶体管424，在该示例中具有p沟道，具有连接到节点420的源极和被配置为接收电压或阈值vth的栅极。在该示例中，晶体管422和424的漏极耦接到处于电位gnd的节点100。在该示例中，电路208包括电流镜mirror3，分别带有图4中的附图标记mirror31和mirror32，以及单个电流镜mirror2。例如，晶体管422的漏极通过电流镜mirror31的mos晶体管426而耦接到节点100，该电流镜mirror31还包括与晶体管426镜像组装的mos晶体管428。作为示例，晶体管426和428具有n沟道。电流镜mirror32包括在节点108和100之间与晶体管428串联的mos晶体管430，晶体管428和430分别位于节点100和108的一侧上。电流镜mirror32包括与晶体管430镜像组装的mos晶体管432，并且被配置为在电路208的输出上供应电流i3，并且因此在agc电路的输出202上供应电流i3，晶体管432开始例如连接在节点108和输出202之间。作为示例，晶体管430和432具有p沟道。作为示例，晶体管242的漏极通
过电流镜mirror2的mos晶体管440耦接到节点100。电流镜mirror2包括与晶体管440镜像组装的mos晶体管442，并被配置为从电路208的输出汲取电流i2，并且因此从agc电路的输出202汲取电流i2，晶体管442例如连接在节点100和输出202之间。作为示例，晶体管440和442具有n沟道。
[0120]
尽管在图4的示例中，电路206的电流源s1连接在节点108和400之间，并且晶体管402和404具有p沟道，但是在电流源s1连接在节点100和400之间，并且晶体管402和404具有n沟道，并且它们的漏极耦接到节点108的情形下，实现电路206在本领域技术人员的能力范围内。更具体地，在这种情形下，差分对diff1的第一分支包括晶体管404，差分对diff1的第二分支包括晶体管402。此外，晶体管404的漏极因此通过(一个或多个)电流镜mirror1而被耦接到节点108，(一个或多个)电流镜mirror1相应地被修改为当电压vout小于阈值vtl时从差分对的第一分支中的电流供应电流i1，特别是通过提供晶体管404的漏极，其通过电流镜mirror1的mos晶体管而被耦接到节点108，并且为此不再是晶体管402的情形。
[0121]
尽管在图4的示例中，电路208的电流源s2连接在节点108和420之间，并且晶体管422和424具有p沟道，但是在电流源s2连接在节点100和420之间，并且晶体管422和424具有n沟道，并且它们的漏极耦接到节点108的情形下，实现电路208在本领域技术人员的能力范围内。更具体地，在这种情形下，差分对diff2的第一分支包括晶体管424，差分对diff2的第二分支包括晶体管422。在这种情形下，晶体管424的漏极通过(一个或多个)电流镜mirror3而被耦接到节点108，(一个或多个)电流镜mirror3相应地被修改为当电压vout小于阈值vth时从差分对diff2的第一分支中的电流供应电流i3，并且晶体管422的漏极通过(一个或多个)电流镜mirror2而被耦接到节点108，(一个或多个)电流镜mirror2相应地被修改为当电压vout高于阈值vth时从差分对diff2的第二分支电流中的电流汲取电流i2。
[0122]
图5更详细地示出了关于图2描述的acg电路的电路206和208的又一实施例的一个示例。在这里仅强调图4和图5之间的差异。
[0123]
图5的实施例对应于agc电路被配置为当电压vout小于阈值vth时不供应电流i3的情形。
[0124]
因此，图5的电路208不包括电流镜mirror3。在图5的示例中，晶体管422的漏极通过二极管组装的mos晶体管450而被耦接到节点100。
[0125]
此外，图5的agc电路不存在开关rst。
[0126]
与关于图4所示出的类似，基于图5中所图示的电路206和208的示例，当电流源s1连接在节点100和420之间，并且晶体管422和424具有n沟道时实现电路206和/或当电流源s2连接在节点100和400之间并且晶体管402和404具有n沟道时实现电路208将在本领域技术人员的能力范围内。
[0127]
图6图示了关于图1描述的电路det的实施例的示例。
[0128]
在图6中，电路det包括mos晶体管t2、电压源v1和滤波器f1。
[0129]
例如具有n沟道的晶体管t2具有第一导电端子，例如其源极耦接到、优选地连接到电路det的输入端子104，并且因此耦接到设备10的输入端子rfin(图1)。晶体管t2的第二导电端子，例如其漏极被配置为递送电压vout，该第二导电端子耦接到、优选地连接到电路det的输出106，并且进通过滤波器f1进一步耦接到节点108。
[0130]
电压源vl被配置为将恒定电压vbias递送到晶体管t2的栅极。例如，电压源v1具有
第一端子和第二端子，第一端子耦接到、优选地连接到晶体管t2的栅极，第二端子耦接到、优选地连接到被配置为接收电位gnd的节点100。
[0131]
滤波器f1将输出106耦接到节点108，节点108被配置为接收电位vdd，或者换句话说，滤波器f1将晶体管t2的第二导电端子耦接到节点108。滤波器f1是低通滤波器，被配置为抑制高频并且只保留低频，即，有用信号的包络。
[0132]
在图6的示例中，滤波器f1包括在输出106和节点108之间与电阻元件r2并联的电容元件c2。
[0133]
已经描述了各种实施例和变形。本领域技术人员将理解，这些不同实施例和变形的某些特征可以进行组合，并且本领域技术人员将想到其他变形。
[0134]
特别地，虽然已经描述了当电位vdd相对于电位gnd为正时的设备10、agc电路和电路206和208的实施例的示例，但是以下内容将在本领域技术人员的能力范围内：通过用pmos晶体管替换nmos晶体管t1，更一般地，通过用pmos和nmos晶体管分别替换所有的nmos和pmos晶体管，使这些实施例的示例适应电位vdd为负的情形。
[0135]
最后，基于上文给出的功能性指示，所描述的实施例和变形的实际实现在本领域技术人员的能力范围内。特别地，作为示例的关于图2、图3、图4、图5和图6所描述的那些示例之外，提供电路agc、det、206、208、210和212的其他实现示例在本领域技术人员的能力范围内。
[0136]
虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，但是本描述不旨在被解释为限制意义。通过参考说明书，本领域技术人员将清楚说明性实施例以及本发明的其他实施例的各种修改和组合。因此，所附权利要求旨在涵盖任何此类修改或实施例。

技术特征：

1.一种包络检测设备，包括：输入端子，被配置为接收调幅射频信号；第一电阻元件和第一mos晶体管，并联连接在所述输入端子和被配置为接收参考电位的第一节点之间；第一电容元件，连接在所述第一mos晶体管的栅极和所述第一节点之间；包络检测电路，连接到所述输入端子，并被配置为供应表示所述调幅信号的包络的电压；以及电路，用于控制所述第一mos晶体管，所述电路被配置为：仅当所述电压小于第一阈值时，向所述第一mos晶体管的所述栅极供应第一电流；以及仅当所述电压高于第二阈值时，从所述第一mos晶体管的所述栅极汲取第二电流，所述第二阈值高于所述第一阈值。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述包络检测电路的增益等于所述信号的平方的k倍。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述包络检测电路具有负增益。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制电路包括：第一电路，被配置为仅当所述电压小于所述第一阈值时，向所述第一mos晶体管的所述栅极供应所述第一电流；以及第二电路，被配置为仅当所述电压高于所述第二阈值时，从所述第一mos晶体管的所述栅极汲取所述第二电流。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述第二电路还被配置为：仅当所述电压小于所述第二阈值时，向所述第一mos晶体管的所述栅极供应第三电流。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述第三电流与所述第二电流具有相同数量级。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述第三电流等于所述第二电流。8.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一电流是所述第二电流的至少10倍。9.根据权利要求5所述的设备，其中所述控制电路还包括与所述第一电容元件并联连接的开关。10.根据权利要求5所述的设备，其中所述第一电路包括：第一差分对，具有被配置为接收所述电压的第一输入和被配置为接收所述第一阈值的第二输入；第一电流源，被配置为偏置所述第一差分对；以及至少一个第一电流镜，被配置为当所述电压小于所述第一阈值时，将所述第一电流从流过所述第一差分对的电流供应到所述第一晶体管的所述栅极。11.根据权利要求10所述的设备，其中所述第二电路包括：第二差分对，包括被配置为接收所述电压的第一输入和被配置为接收所述第二阈值的第二输入；第二电流源，被配置为偏置所述第二差分对；以及至少一个第二电流镜，被配置为当所述电压高于所述第二阈值时，从流过所述第二差分对的电流从所述第一晶体管的所述栅极汲取所述第二电流。12.根据权利要求11所述的设备，其中所述第二电路包括：至少一个第三电流镜，被配
置为当所述电压小于所述第二阈值时，将所述第三电流从流过所述第二差分对的所述电流供应到所述第一晶体管的所述栅极。13.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一电路包括：第一差分对，具有被配置为接收所述电压的第一输入和被配置为接收所述第一阈值的第二输入；第一电流源，被配置为偏置所述第一差分对；以及至少一个第一电流镜，被配置为当所述电压小于所述第一阈值时，将所述第一电流从流过所述第一差分对的电流供应到所述第一晶体管的所述栅极。14.根据权利要求13所述的设备，其中所述第二电路包括：第二差分对，包括被配置为接收所述电压的第一输入和被配置为接收所述第二阈值的第二输入，第二电流源，被配置为偏置所述第二差分对；以及至少一个第二电流镜，被配置为当所述电压高于所述第二阈值时，从流过所述第二差分对的电流从所述第一晶体管的所述栅极汲取所述第二电流。15.根据权利要求4所述的设备，其中所述第一电流与所述第二电流具有相同数量级。16.根据权利要求15所述的设备，其中所述第一电流等于所述第二电流。17.根据权利要求1所述的设备，其中所述包络检测电路包括：第二mos晶体管，具有耦接到所述输入端子的第一导电端子；电压源，被配置为向所述包络检测电路的所述第二mos晶体管的栅极施加恒定偏置电压；以及第二电容元件和第二电阻元件，并联连接在所述包络检测电路的所述第二mos晶体管的第二导电端子和被配置为接收电源电位的第二节点之间。18.根据权利要求17所述的设备，其中所述检测设备的所述第二mos晶体管的所述第二导电端子连接到所述包络检测电路的输出，所述输出被配置为供应所述电压。19.一种唤醒射频接收器，包括：根据权利要求1所述的设备。20.根据权利要求14所述的接收器，还包括：天线，用于接收射频信号；以及阻抗匹配网络，将所述天线耦接到所述包络检测设备的所述输入端子。

技术总结

本发明的实施例涉及包络检测。在一个实施例中，包络检测设备包括：输入端子，被配置为接收调幅射频信号；第一电阻元件和第一MOS晶体管，并联连接在输入端子和被配置为接收参考电位的第一节点之间；第一电容元件，连接在第一MOS晶体管的栅极和第一节点之间；包络检测电路，连接到输入端子，并被配置为供应表示调幅信号的包络的电压；以及电路，用于控制第一MOS晶体管，该电路被配置为：仅当电压小于第一阈值时，向第一MOS晶体管的栅极供应第一电流，并且仅当电压高于第二阈值时，从第一MOS晶体管的栅极汲取第二电流，第二阈值高于第一阈值。第二阈值高于第一阈值。第二阈值高于第一阈值。