用于控制数字步进衰减器中的过冲的装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明的实施例涉及电子系统，更特别地涉及数字步进衰减器。
【背景技术】
[0002]数字步进衰减器(DS)通常包括衰减器单元和选择性地调节衰减级别的开关。控制单元能够提供控制信号，控制开关的状态，即接通状态或关断状态，这依次控制衰减器单元的状态、插入状态或衰减状态。
[0003]在一个示例中，控制单元提供控制信号，改变DSA的开关的状态，以增大阻抗且因此增加总衰减。
[0004]在另一示例中，控制单元提供控制信号，改变DSA的开关的状态，以减小阻抗且因此减少总衰减。
【发明内容】
[0005]在一个实施方案中，衰减器组件包括多个衰减器单元，每个衰减器单元均具有限定一系列衰减值的衰减值，其中一些衰减值包括较高衰减值，而一些衰减值包括较低衰减值。多个衰减器单元耦合在一起，以接收具有最终衰减值的输入信号和输出信号，并且多个衰减器单元中的每一个衰减器单元均具有第一状态和第二状态，在第一状态下，第一衰减值应用于输入信号以产生第一输出，在第二状态下，第二衰减值应用于输入信号以产生第二输出，其中第一衰减值大于第二衰减值。
[0006]衰减器组件还包括控制单元，控制单元响应于选择最终衰减值的逻辑信号，将控制信号提供给多个衰减单元，使得多个衰减单元被置于第一状态或第二状态。在所述多个衰减单元中具有较低衰减值的选定衰减单元进入所述第一状态之后，所述控制单元使得所述多个衰减单元中具有较高衰减值的选定衰减单元进入所述第二状态，从而减少在所述衰减器组件从一种衰减级别转变到另一种衰减级别的过程中在所述输出处所提供的暂态过冲。
[0007]根据一些实施方案，第一状态包括衰减，而第二状态包括插入。
[0008]在另一实施方案中，控制单元在切换所述多个衰减单元中的从所述第二状态切换到所述第一状态的衰减单元之后切换所述多个衰减单元中的从所述第一状态切换到所述第二状态的衰减单元，从而减少在衰减级别之间转变的过程中在所述输出处的暂态过冲。
[0009]衰减器组件可以包括具有衰减网络的多个衰减单元，其中多个衰减单元还包括均电连接到衰减网络的第一开关和第二开关；并且其中，第一开关、第二开关和衰减网络电连接在第一单元端子与第二单元端子之间，从而在第一单元端子与第二单元端子之间提供电阻。
[0010]在另一实施方案中，控制单元提供控制信号以控制第一开关和第二开关，使得在第一状态下，第一开关断开且第二开关闭合，从而在第一单元端子与第二单元端子之间具有第一电阻。控制单元还提供控制信号以控制第一开关和第二开关，使得在第二状态下，第一开关闭合且第二开关断开，从而在第一单元端子与第二单元端子之间具有第二电阻，其中第一电阻大于第二电阻。
[0011]根据一些实施方案，控制单元提供控制信号以实现变化，使得第一开关比其从闭合转变到断开更慢地从断开转变到闭合。
[0012]在另一实施方案中，控制单元包括延迟单元，以将第一控制信号提供给第一开关，从而相对于从闭合转变到断开延迟从断开转变到闭合。
[0013]控制单元可以提供控制信号以实现变化，使得当第一开关从断开转变到闭合时第二开关从闭合转变到断开，并且使得当第一开关从闭合转变到断开时所述第二开关从断开转变到闭合。
[0014]在本公开的一个方案中，提供了操作多个衰减器单元的方法，每个衰减器单元均具有限定了一系列衰减值的衰减值，其中一些衰减值包括较高衰减值，一些衰减值包括较低衰减值。多个衰减器单元耦合在一起，从而接收具有最终衰减值的输入信号和输出信号。该方法包括将输入信号提供给多个衰减器单元。该方法包括操作多个衰减器单元处于第一状态和第二状态，在第一状态下，第一衰减值应用于到输入信号以产生第一输出，在第二状态下，第二衰减值应用于输入信号以产生第二输出。另外，第一衰减值大于第二衰减值。
[0015]该方法还包括接收选择最终衰减值的逻辑信号，响应于所述逻辑信号，将控制信号提供给所述多个衰减单元，使得所述多个衰减单元被置于所述第一状态或所述第二状态。该方法还包括:在所述多个衰减单元中的具有较低衰减值的选定衰减单元进入所述第一状态之后，控制所述多个衰减单元中的具有较高衰减值的选定衰减单元进入所述第二状态，从而减少在所述衰减器组件从一个衰减级别转变到另一衰减级别的过程中输出信号的暂态过冲。并且，该方法包括:提供控制信号，以在切换所述多个衰减单元中的从所述第二状态切换到所述第一状态的衰减单元之后切换所述多个衰减单元中的从所述第一状态切换到所述第二状态的衰减单元。
[0016]在另一方案中，一种方法包括:控制第一开关和第二开关，使得在第一状态下，第一开关断开且第二开关闭合，从而在第一单元端子与第二单元端子之间具有第一电阻。该方法还包括:控制第一开关和第二开关，使得在第二状态下，第一开关闭合且第二开关断开，从而在第一单元端子与第二单元端子之间具有第二电阻；并且其中第一电阻大于第二电阻。
[0017]在另一实施方案中，一种方法包括控制第一开关比其从闭合转变到断开更慢地从断开转变到闭合，并且包括利用延迟电路来将第一控制信号提供给第一开关，从而相对于第一开关从闭合转变到断开而延迟第一开关从断开转变到闭合。该方法还可以包括:将第二控制信号提供给第二开关，当第一开关从断开转变到闭合时，控制第二开关从闭合转变到断开，使得当第一开关从闭合转变到断开时，第二开关从断开转变到闭合。
【附图说明】
[0018]图1是包括数字开关衰减器(DSA)的RF系统的系统级图。
[0019]图2A是根据本发明的一个实施方案的多位DSA系统的示意图。
[0020]图2B示出了与具有过冲的RF信号相比本发明的一个实施方案中具有期望欠冲的RF信号的输出波形。
[0021]图3是根据本发明的另一实施方案的四位DSA系统的示意图。
[0022]图4A是根据本发明的一个实施方案用于实现DSA位的衰减单元的示意图。
[0023]图4B是根据本发明的另一实施方案用于实现DSA位的衰减单元的示意图。
[0024]图4C是根据本发明的另一实施方案用于实现DSA位的衰减单元的示意图。
[0025]图5是根据本发明的另一实施方案的使用FET的四位DSA系统的示意图。
[0026]图6是根据本发明的另一实施方案的延迟电路的波形输出的示意图。
[0027]图7是根据本发明的一个实施方案的多位DSA系统控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0028]下面对实施方案的详细说明提供了本发明的具体实施方案的各方面描述。然而，本发明可以通过如权利要求所限定和涵盖的多种不同方式来具体实施。在该说明书中，参考了附图，在附图中相似的附图标记可以表示相同或功能上相似的元件。
[0029]数字步进衰减器(DSA)可以具有衰减单元串联级联阵列，每个均提供以分贝(dB)表达的线性衰减量，每个均贡献于串联阵列的总衰减。衰减单元可以各自包括具有诸如混合T型网络的；S减网络的串联开关和分流开关，并且开关能够将;S减网络电親合，以在;S减状态下贡献于总衰减或者在插入状态下将衰减网络进行电旁通而不贡献。另外，每个衰减单元可以具有衰减二进制加权位，例如8db、4dB、2dB和ldB。这样，每个衰减单元还可以称为衰减位。
[0030]衰减单元的串联开关和分流开关可以接收控制信号以控制衰减单元的状态，插入或衰减。例如，可能期望基于RF信号的功率水平来增加或减少衰减量。DSA能够衰减RF信号以保护诸如低噪声放大器或功率放大器的RF组件。在这些情况下，在信号路径中置于灵敏的RF组件之前的DSA能够通过将RF信号的功率衰减到安全水平来保护灵敏组件。
[0031]然而，当多于一个的衰减单元改变状态时，存在转变期间，在该转变期间内，DSA的总衰减以不可预期的方式变化；当转变期间的总衰减(称为暂态衰减)变得低于暂停之后的最终衰减值时，则RF信号会经历暂态过冲。暂态过冲会导致衰减器输出处的RF信号瞬间超过衰减器输出处的输入组件的安全功率水平并且可能损坏电路组件。
[0032]因此，DSA开关控制方面的局限性会导致暂态过冲，导致出现RF系统不可接受的电路组件损坏。
[0033]本文提供了用于控制数字步进衰减器(DSA)中的过冲的装置和方法。在一些构造中，通过首先将处于插入状态的DSA单元切换到衰减状态，能够防止过冲。这使得在处于衰减状态的DSA单元切换到插入状态之前暂态衰减呈现最大值。在该暂态控制方法中，通过强制欠冲来防止过冲。
[0034]图1是包括数字开关衰减器(DSA)的RF系统100的系统级图。从基带系统块102中取得的基带I/Q信号在I/Q调制器块104内进行调制且遵循正向信号路径通过数字步进衰减器(DSA) 106、滤波器108、