應用于有源巴倫的新型幅度相位間接糾正技術

李世元

(天津大學 天津市成像與感知微電子技術重點實驗室，天津 300072)

在無線通信應用領域中，相較于單端系統，差分系統具有消除串擾、抑制噪聲與偶次諧波失真的優點。其中，巴倫結構作為將單端信號轉為差分信號的重要射頻組件，應用極為廣泛。

為了解決上述問題，在毫米波頻段下實現對幅度與相位誤差的同時糾正，提出了一種應用于有源巴倫的新型幅度相位間接糾正技術。該技術將輸入信號間的幅度與相位誤差轉換為內部固有誤差，并通過減小內部誤差實現間接糾正。

1 傳統相位糾正技術基本原理

由于共源結構對信號反相放大而共柵結構對信號同相放大的工作特性，共源共柵結構可作為巴倫實現信號的單端轉差分。圖1為傳統相位糾正技術原理圖，包含了2個相同的共源共柵結構。為方便起見，將輸入端口間相位誤差表示為ΔθA，幅度誤差表示為GA。由于寄生效應的影響，內部糾正電路中的共源共柵結構也會引入新的幅度與相位誤差，因此將該部分相位誤差表示為ΔθB，幅度誤差表示為GB。

圖1 傳統相位糾正技術原理圖Fig. 1 Conventional phase-correction technique

糾正電路將輸入信號分配成4條支路電流，各支路電流表示為

(1)

4條支路的電流信號在輸出端重新組合，產生一對新的差分信號，表示為

(2)

(3)

比較式(2)和式(3)中各項可知，輸出信號間相位完全相同，而幅度存在一定差異，如式中下劃線標注，該差異主要是由實數值2、GA與GB組成的幅度項“2+GA+GB+GAGB”與“2+GA+GB”之間的差異引起的。當GA、GB與實數值2相比較小時，GA、GB在幅度項中占比重較小，“2+GA+GB+GAGB”與“2+GA+GB”近似相等，因此輸出信號的幅度誤差較小，Vout1與Vout2為一對差分信號。……