一種電流模可變增益放大器制造技術

本發明專利技術公開了一種新型的在電流模式下的可變增益放大器電路，包括可變增益電路、功能數字控制邏輯電路以及直流失調校準電路；可變增益電路包括四級電流全差分可編程放大器；功能數字控制邏輯電路用于將控制信號譯碼成二進制信號后，控制可變增益電路增益分貝數；直流失調校準電路將所述可變增益電路的輸出低頻信號反饋到可變增益電路的輸入端，構成負反饋環路。在本設計電流模放大電路中,信號輸入為低阻,輸出為高阻,流通的信號為電流信號,不受電壓大小的影響。電流模可變增益放大器采用Class-AB的輸出結構，極大的減少了電路的功耗。電流放大器不受增益帶寬積的限制，故幾乎可以做到在任何增益上，帶寬不受限制。

【技術實現步驟摘要】
一種電流模可變增益放大器
本專利技術涉及一種增益放大器，尤其涉及一種電流模可變增益放大器。
技術介紹
隨著工藝的提升，MOS管的承受電壓越來越低，造成電源電壓的降低。如現在流行的40nm低壓管電壓只有1.0V左右，而開啟電壓Vt就有0.4V左右。這樣對于兩層管子的放大電路而言，只有0.2V的動態范圍。從電壓信號角度，這給電路的設計帶來巨大的挑戰。傳統的電壓信號可變增益放大器，都是采用運放反饋實現的。都受限于運放的增益帶寬積。低增益時候，帶寬比較寬，高增益時候，帶寬就變窄，不利于寬帶場合的應用。
技術實現思路
專利技術目的：針對上述現有技術，提出一種可以應用于電流輸入輸出的可變增益放大電路，解決低電壓、低功耗條件下,高增益時候帶寬變窄，不利于寬帶場合應用的放大問題。技術方案：一種電流模可變增益放大器，包括可變增益電路、功能數字控制邏輯電路以及直流失調校準電路；所述可變增益電路包括四級電流全差分可編程放大器，第一級電流全差分可編程放大器的輸入端作為電流模可變增益放大器的輸入端，第四級電流全差分可編程放大器的輸出端作為電流模可變增益放大器的輸出端；所述功能數字控制邏輯電路用于控制所述可變增益電路的增益分貝數；所述直流失調校準電路將所述第四級電流全差分可編程放大器輸出的低頻信號反饋到第一級電流全差分可編程放大器的輸入端，構成負反饋環路。作為本專利技術的改進，所述單級電流全差分可編程放大器由兩個對稱的單端輸入差分輸出的電流跟隨器反向連接構成；每個電流跟隨器包括M1至M19的MOS管、偏置電流源IBIAS以及第一至第六CDN單元；其中，M1至M19為單個MOS管；PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M9、PMOS管M11、PMOS管M13、PMOS管M15、PMOS管M17以及PMOS管M19的源極均接地，NMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M7、NMOS管M10、NMOS管M12、NMOS管M14、NMOS管M16、NMOS管M18的源極以及PMOS管M8的漏極均連接外部高電平VDD；PMOS管M1的柵極連接其漏極，偏置電流源IBIAS連接在PMOS管M1的漏極以及NMOS管M5的漏極之間。NMOS管M6的漏極連接PMOS管M3的漏極，PMOS管M3的源極連接直流電平VCM；NMOS管M7的漏極連接PMOS管M4的漏極，PMOS管M4的源極連接PMOS管M2的漏極；PMOS管M3和PMOS管M4的柵極連接并連接到NMOS管M6的漏極；NMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M7的柵極均連接到NMOS管M5的漏極；PMOS管M8的源極連接PMOS管M9的漏極，PMOS管M9的柵極連接外部偏置電壓源VBIAS；NMOS管M10的漏極連接第一CDN單元的第一端，第一CDN單元的第二端的輸入端連接第二CDN單元的第一端，第二CDN單元的第二端連接PMOS管M11的漏極；NMOS管M12的漏極連接第三CDN單元的第一端，第三CDN單元的第二端的輸入端連接第四CDN單元的第一端，第四CDN單元的第二端連接PMOS管M13的漏極；NMOS管M14的漏極連接PMOS管M17的漏極，NMOS管M16的漏極連接PMOS管M15的漏極，NMOS管M18的漏極連接第五CDN單元的第一端，第五CDN單元的第二端連接第六CDN單元的第一端，第六CDN單元的第二端連接PMOS管M19的漏極；PMOS管M8、NMOS管M10、NMOS管M12、NMOS管M14的柵極均連接NMOS管M7的漏極，MOS管M16和NMOS管M18的柵極均連接MOS管M16的漏極，PMOS管M1和PMOS管M2的柵極均連接PMOS管M1的漏極，PMOS管M11、PMOS管M13、PMOS管M15的柵極均連接PMOS管M9的漏極，PMOS管M17和PMOS管M19的柵極均連接PMOS管M17的漏極，PMOS管M4的源極連接第一CDN單元的第二端并作為電流跟隨器的輸入端，第三CDN單元和第四CDN單元的連接點作為電流跟隨器的同相輸出端，第五CDN單元和第六CDN單元的連接點作為電流跟隨器的反相輸出端。作為本專利技術的改進，所述直流失調校準電路與可變增益電路構成一階低通反饋網絡；所述直流失調校準電路包括一個全差分電流接續器、兩個有源電阻以及電阻R2；所述全差分電流接續器的差分輸入端分別串聯一個有源電阻后連接所述可變增益電路的輸出端；所述電阻R2連接全差分電流接續器，構成全差分線性跨導，通過調節電阻R2的大小來調節直流失調校準電路反饋到所述可變增益電路輸入端信號的大小，所述跨導大小為所述反饋網絡的傳遞函數為：其中，ωp為可變增益放大器極點頻率；β0為β(s)在0頻率的值。作為本專利技術的改進，所述全差分電流接續器包括M1至M26的二十六個MOS管以及電阻R3和電阻R4；NMOS管M13、NMOS管M11、NMOS管M9、NMOS管M7、NMOS管M8、NMOS管M10、NMOS管M12、NMOS管M14、NMOS管M25、NMOS管M26的源極均連接外部高電平VDD，PMOS管M15、PMOS管M16、PMOS管M17、PMOS管M18、PMOS管M19、PMOS管M20、PMOS管M21、PMOS管M22的源極均接地，PMOS管M15-M22的柵極均連接外部偏置電壓源VBIAS；NMOS管M13的漏極連接PMOS管M15的漏極，其連接點作為全差分電流接續器的電流信號反相輸出端ZN；NMOS管M11的漏極連接PMOS管M16的漏極，NMOS管M9的漏極連接PMOS管M3的漏極，PMOS管M3的柵極連接PMOS管M16的漏極并作為全差分電流接續器的電流信號的反相輸入端XN，NMOS管M7的漏極同時連接PMOS管M4和M1的漏極，PMOS管M4的柵極連接直流電平VCM，PMOS管M3和PMOS管M4的源極均連接PMOS管M17的漏極，NMOS管M13和NMOS管M11的柵極均連接PMOS管M4的漏極；NMOS管M8的漏極同時連接PMOS管M2和M5的漏極，PMOS管M1的柵極作為全差分電流接續器的電壓信號反相輸入端YIN，PMOS管M2的柵極作為全差分電流接續器的電壓信號同相輸入端YIP，PMOS管M1和M2的源極均連接PMOS管M18的漏極，PMOS管M5的柵極連接直流電平VCM；NMOS管M10的漏極連接PMOS管M6的漏極，PMOS管M5和M6的源極均連接PMOS管M19的漏極，NMOS管M7和NMOS管M8的柵極相連接，NMOS管M9的漏極和柵極以及NMOS管M10的漏極和柵極均相連接，NMOS管M12的漏極連接PMOS管M20的漏極，PMOS管M6的柵極連接NMOS管M12的漏極并作為全差分電流接續器的電流信號的正相輸入端XP；NMOS管M14的漏極連接PMOS管M21的漏極并作為全差分電流接續器的電流信號正相輸出端ZP，NMOS管M12和M14的柵極均連接NMOS管M8的漏極；NMOS管M25的漏極連接其柵極并連接PMOS管M23的漏極，NMOS管M26的漏極連接其柵極并連接PMOS管M24的漏極，PMOS管M23的柵極同時連接電阻R3和電阻R4的一端，電阻R3的另一端作為全差分電流接續器的電流信號的正相輸入端XP，電阻R4的另一端作為全差分電流接續器的電流信號本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電流模可變增益放大器，其特征在于：包括可變增益電路、功能數字控制邏輯電路以及直流失調校準電路；所述可變增益電路包括四級電流全差分可編程放大器，第一級電流全差分可編程放大器的輸入端作為電流模可變增益放大器的輸入端，第四級電流全差分可編程放大器的輸出端作為電流模可變增益放大器的輸出端；所述功能數字控制邏輯電路用于控制所述可變增益電路的增益分貝數；所述直流失調校準電路將所述第四級電流全差分可編程放大器輸出的低頻信號反饋到第一級電流全差分可編程放大器的輸入端，構成負反饋環路。

【技術特征摘要】
1.一種電流模可變增益放大器，其特征在于：包括可變增益電路、功能數字控制邏輯電路以及直流失調校準電路；所述可變增益電路包括四級電流全差分可編程放大器，第一級電流全差分可編程放大器的輸入端作為電流模可變增益放大器的輸入端，第四級電流全差分可編程放大器的輸出端作為電流模可變增益放大器的輸出端；所述功能數字控制邏輯電路用于控制所述可變增益電路的增益分貝數；所述直流失調校準電路將所述第四級電流全差分可編程放大器輸出的低頻信號反饋到第一級電流全差分可編程放大器的輸入端，構成負反饋環路；所述四級電流全差分可編程放大器中任意單級電流全差分可編程放大器由兩個對稱的單端輸入差分輸出的電流跟隨器反向連接構成；每個電流跟隨器包括M1至M19的MOS管、偏置電流源IBIAS以及第一至第六CDN單元，CDN單元為電流分配網絡；其中，M1至M19為單個MOS管；PMOS管M1、PMOS管M2、PMOS管M9、PMOS管M11、PMOS管M13、PMOS管M15、PMOS管M17以及PMOS管M19的源極均接地，NMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M7、NMOS管M10、NMOS管M12、NMOS管M14、NMOS管M16、NMOS管M18的源極以及PMOS管M8的漏極均連接外部高電平VDD；PMOS管M1的柵極連接其漏極，偏置電流源IBIAS連接在PMOS管M1的漏極以及NMOS管M5的漏極之間，NMOS管M6的漏極連接PMOS管M3的漏極，PMOS管M3的源極連接直流電平VCM；NMOS管M7的漏極連接PMOS管M4的漏極，PMOS管M4的源極連接PMOS管M2的漏極；PMOS管M3和PMOS管M4的柵極連接并連接到NMOS管M6的漏極；NMOS管M5、NMOS管M6、NMOS管M7的柵極均連接到NMOS管M5的漏極；PMOS管M8的源極連接PMOS管M9的漏極，PMOS管M9的柵極連接外部偏置電壓源VBIAS；NMOS管M10的漏極連接第一CDN單元的第一端，第一CDN單元的第二端的輸入端連接第二CDN單元的第一端，第二CDN單元的第二端連接PMOS管M11的漏極；NMOS管M12的漏極連接第三CDN單元的第一端，第三CDN單元的第二端的輸入端連接第四CDN單元的第一端，第四CDN單元的第二端連接PMOS管M13的漏極；NMOS管M14的漏極連接PMOS管M17的漏極，NMOS管M16的漏極連接PMOS管M15的漏極，NMOS管M18的漏極連接第五CDN單元的第一端，第五CDN單元的第二端連接第六CDN單元的第一端，第六CDN單元的第二端連接PMOS管M19的漏極；PMOS管M8、NMOS管M10、NMOS管M12、NMOS管M14的柵極均連接NMOS管M7的漏極，MOS管M16和NMOS管M18的柵極均連接MOS管M16的漏極，PMOS管M1和PMOS管M2的柵極均連接PMOS管M1的漏極，PMOS管M11、PMOS管M13、PMOS管M15的柵極均連接PMOS管M9的漏極，PMOS管M17和PMOS管M19的柵極均連接PMOS管M17的漏極，PMOS管M4的源極連接第一CDN單元的第二端并作為電流跟隨器的輸入端，第三CDN單元和第四CDN單元的連接點作為電流跟隨器的同相輸出端，第五CDN單元和第六CDN單元的連接點作為電流跟隨器的反相輸出端。2.根據權利要求1所述的一種電流模可變增益放大器，其特征在于：所述直流失調校準電路與可變增益電路構成一階低通反饋網絡；所述直流失調校準電路包括一個全差分電流接續器、兩個有源電阻以及電阻R2；所述全差分電流接續器的差分輸入端分別串聯一個有源電阻后連接所述可變增益電路的輸出端；...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐建，周正，吳毅強，韓婷婷，馬力，田密，王志功，陳建平，吉榮新，
申請(專利權)人：東南大學，南京泰通科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32