DETECTOR DE PICO POSITIVO.
Detector de pico positivo.Se describe un detector de pico positivo (1'') especialmente diseñado para funcionar a altas frecuencias con un bajo consumo,
formado por una celda Gm (2''), un espejo de corriente (3''), formado por dos transistores CMOS (M''6 y M''7), y un conjunto de condensador (4''), donde un condensador (C'') almacena la tensión de pico (V''p), y se descarga paulatinamente a través de una fuente de intensidad (I''4). Se emplea una celda Gm de alto rendimiento (2'') formada por cinco transistores CMOS, cuatro de ellos (M''1-M''4) dispuestos simétricamente dos a dos excitados por un par de fuentes de intensidad (I''1, I''2), y el quinto transistor CMOS (M''5), excitado por otra fuente de intensidad (I''3)
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200801359.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE ZARAGOZA..
Nacionalidad solicitante: España.
Provincia: ZARAGOZA.
Inventor/es: CELMA PUEYO,SANTIAGO, CALVO LOPEZ,BELEN, ALEGRE PEREZ,JUAN PABLO.
Fecha de Solicitud: 12 de Mayo de 2008.
Fecha de Publicación: .
Fecha de Concesión: 4 de Mayo de 2011.
Clasificación Internacional de Patentes:
- G01R19/04 FISICA. › G01 METROLOGIA; ENSAYOS. › G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › G01R 19/00 Disposiciones para proceder a las medidas de corrientes o tensión o para indicar su existencia o el signo (G01R 5/00 tiene prioridad; para la medida de corrientes o tensiones bioeléctricas A61B 5/24). › Medida de valores máximos de una corriente alterna o de impulsos.
Clasificación PCT:
- G01R19/04 G01R 19/00 […] › Medida de valores máximos de una corriente alterna o de impulsos.
- H03F1/32 ELECTRICIDAD. › H03 CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS. › H03F AMPLIFICADORES (medidas, ensayos G01R; amplificadores ópticos paramétricos G02F; circuitos con tubos de emisión secundaria H01J 43/30; másers, lásers H01S; amplificadores dinamoeléctricos H02K; control de la amplificación H03G; dispositivos para el acoplamiento independientes de la naturaleza del amplificador, divisores de tensión H03H; amplificadores destinados únicamente al tratamiento de impulsos H03K; circuitos repetidores en las líneas de transmisión H04B 3/36, H04B 3/58; aplicaciones de amplificadores de voz a las comunicaciones telefónicas H04M 1/60, H04M 3/40). › H03F 1/00 Detalles de amplificadores que tienen como elementos de amplificación solamente tubos de descarga, solamente dispositivos semiconductores o solamente componentes no especificados. › Modificaciones de los amplificadores para reducir la distorsión no lineal (por realimentación negativa H03F 1/34).
Fragmento de la descripción:
Detector de pico positivo.
Objeto de la invención
El objeto principal de la presente invención es un detector de pico positivo especialmente diseñado para funcionar a altas frecuencias con un bajo consumo.
Antecedentes de la invención
Los detectores de pico se utilizan frecuentemente como bloques constructivos en una gran variedad de circuitos para diversas aplicaciones, con especial importancia en los circuitos de control de ganancia para receptores de comunicación inalámbrica. Su función principal es detectar el valor de pico de una señal de entrada y seguir el pico durante un determinado período de tiempo.
Los detectores de pico más frecuentes se basan en el uso de un condensador que se carga cuando la tensión de entrada es mayor que la tensión de pico almacenada en ese momento, y que conservan la tensión cuando la tensión de entrada baja por debajo de la tensión de pico almacenada. Un inconveniente de este tipo de topologías es la existencia de corrientes parásitas que provocan la descarga paulatina del condensador, falseando así la tensión de pico almacenada en él. Otro inconveniente frecuente se relaciona con la rapidez de carga del condensador, que debe ser muy elevada para que el detector de pico funcione adecuadamente ante señales de frecuencias elevadas. Así, para conseguir un condensador de carga muy rápida, es necesario que tenga una capacidad baja. Sin embargo, si la capacidad es baja, la descarga debido a cargas parásitas también será más rápida, y por tanto más perjudicial, debiendo llegarse a un compromiso entre ambas.
El documento "Peak detectors for multistandard wireless receivers", de Seok-Bae Park et al., publicado en la revista "IEEE circuits & devices magazine" de noviembre/diciembre, describe un detector de pico basado en tecnología CMOS que emplea un circuito amplificador diferencial simple excitado mediante una fuente de intensidad.
En ciertos campos de la técnica se requieren detectores de pico que funcionen adecuadamente a altas frecuencias manteniendo a la vez unas buenas características de rapidez, precisión, bajo voltaje, bajo consumo de potencia y de pequeño tamaño. La utilización de tecnología CMOS ha resuelto algunos de estos inconvenientes. Sin embargo, a medida que aumenta la frecuencia de la señal de entrada presentan inconvenientes relativos a su rapidez, consumo y complejidad.
Descripción de la invención
Un aspecto de la presente invención se refiere a un circuito de detección de pico positivo, o detector de pico positivo, basado en una celda Gm de alto rendimiento formada por transistores CMOS, que resuelve los problemas mencionados.
El circuito de detección de pico positivo de la invención comprende fundamentalmente una celda Gm, un espejo de corriente y un conjunto de condensador. La tensión de entrada se aplica a la celda Gm, que está formada por cuatro transistores CMOS dispuestos simétricamente dos a dos, estando la puerta de uno de ellos conectada a un quinto transistor CMOS. Tres fuentes de intensidad excitan la celda Gm. A la salida de la celda Gm se dispone un espejo de corriente, que a su vez está conectado al conjunto de condensador, que comprende un condensador donde se almacena la tensión de pico. En una realización preferente de la invención, el conjunto de condensador comprende además una fuente de intensidad en paralelo que sirve para forzar la tasa de descarga del condensador a un valor conocido. Esta fuente de intensidad determina el compromiso entre error
Así, cuando la tensión de entrada al detector de pico supera la tensión de pico almacenada en el condensador en ese momento, la intensidad sobrante atraviesa la celda Gm, pasa a través del espejo de corriente y se emplea en elevar la tensión almacenada por el condensador. Por el contrario, si la tensión de entrada es menor que la tensión actualmente almacenada por el condensador, no pasa ninguna intensidad por el espejo de corriente.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra un detector de pico positivo de acuerdo con la técnica anterior.
Figura 2.- Muestra un detector de pico positivo de acuerdo con una primera realización de la invención.
Figura 3.- Muestra un detector de pico diferencial de acuerdo con una segunda realización de la invención.
Realización preferente de la invención
Se describe a continuación una realización particular del detector de pico positivo (1') de acuerdo con la invención.
En primer lugar, la Fig. 1 muestra un detector de pico positivo de acuerdo con la técnica anterior (1), en el que el circuito rectificador se construye utilizando un circuito amplificador diferencial simple (2), formado por los transistores CMOS M1, M2, M3 y M4, excitado mediante una fuente de intensidad (I1), y un espejo de corriente unidireccional (3) formado por los transistores CMOS M5 y M6. En este detector de pico positivo según la técnica anterior (1), cuando tensión de entrada (Ve) es mayor que la tensión de pico (Vp), el exceso de corriente fluye por el espejo de corriente unidireccional (3) a través del transistor CMOS (M5), se copia al transistor CMOS (M6), y llega hasta el conjunto de condensador (4), modificando la carga del condensador (C). La pequeña fuente de corriente (I2) sirve para que la inevitable descarga del condensador (C) se produzca de un modo controlado.
La Fig. 2 muestra un detector de pico de acuerdo con la presente invención (1'), que comprende una celda Gm (2'), un espejo de corriente (3'), formado por dos transistores CMOS (M'6 y M'7), y un conjunto de condensador (4'), donde un condensador (C') almacena la tensión de pico (V'p), y se descarga paulatinamente a través de una fuente de intensidad (I'4). En lugar del circuito amplificador diferencial simple (2) usado en la técnica anterior, representado en la Fig. 1, se emplea una celda Gm de alto rendimiento (2') formada por cinco transistores CMOS, cuatro de ellos (M'1-M'4) dispuestos simétricamente dos a dos excitados por un par de fuentes de intensidad (I'1, I'2), y el quinto transistor CMOS (M'5), excitado por otra fuente de intensidad (I'3).
Así, la tensión de pico (V'p) es la tensión a través del condensador (C'), mientras que la tensión de entrada (V'e) es aplicada a la celda Gm (2') a través de la puerta (P'1) de un primer transistor CMOS (M'1) cuya fuente (F'1) está conectada al drenador (D'2) de un segundo transistor CMOS (M'2), cuya fuente (F'2) a su vez está a tierra. El drenador (D'1) del primer transistor CMOS (M'1) está conectado con la puerta (P'2) del segundo transistor CMOS (M'2), y además está excitado por una fuente de intensidad (I'1). Un segundo par de transistores CMOS, formado por un tercer transistor CMOS (M'3) y un cuarto transistor CMOS (M'4), y una segunda fuente de intensidad (I'2) están situados de manera simétrica con respecto del primer par de transistores CMOS (M'1, M'2), estando conectadas las fuentes (F'1, F'3) del primer (M'1) y tercer (M'3) transistores CMOS entre sí y la fuente (F'4) del cuarto transistor CMOS (M'4) a tierra. El quinto transistor CMOS (M'5) tiene su puerta (P'5) conectada a la puerta (P'4) del cuarto transistor CMOS (M'4), la fuente (F'5) conectada a tierra y el drenador (D'5) excitado por una fuente de intensidad (I'3).
De este modo, el nuevo amplificador...
Reivindicaciones:
1. Detector de pico (1') positivo, caracterizado porque comprende:
- - una celda Gm (2') que comprende
- - un espejo de corriente (3'), conectado a la celda Gm (2'), formado por dos transistores CMOS (M'6, M'7), cuyas puertas (P'6, P'7) están conectadas entre sí y al drenador (D'6) del transistor CMOS (M'6), y
- - un conjunto de condensador (4'), conectado a la celda Gm (2') y al espejo de corriente (3'), que comprende un condensador (C') y que almacena la tensión de pico.
2. Detector de pico positivo (1') de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto de condensador (4') comprende además una fuente de intensidad (I'4) en paralelo con el condensador (C').
3. Detector de pico diferencial (1''), caracterizado porque comprende dos detectores de pico positivos (1') de acuerdo con la reivindicación 1 conectados entre sí a los que se aplica respectivamente el lado positivo y el lado negativo de la tensión de entrada (V''e+, V''e-).
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