信号接收前端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种信号接收前端，包括频率拓展电路、通断控制单元、低噪声差分放大器，所述频率拓展电路包括放大器、第一源跟随器、共源放大器、第二源跟随器和第一电阻；通断控制单元和低噪声差分放大器的输出端连接放大器的输入端，所述放大器的输出端连接所述第一源跟随器的输入端，所述第一源跟随器的输出端连接所述共源放大器的输入端，所述共源放大器的输出端连接所述第二源跟随器的输入端，所述第一电阻的一端连接所述放大器的输出端，所述第一电阻的另一端连接所述共源放大器的输出端。本实用新型专利技术对电路频带进行有效拓展，满足应用需要。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及集成电路
，特别是涉及一种信号接收前端。
技术介绍
信号采集和探测一直是生产实践研究与应用领域的一个热点和难点，随着集成电路制造水平的飞速发展和集成电路研发的不断完善及成熟，关于信号采集和探测的芯片设计已成为集成电路业界研究的焦点。近年来，虽然国内外对信号采集系统的研究上取得了很大的成就，但是随着国际化电子信息产业和通信方式的不断发展，已有的信号采集前端不能满足人们对信息处理速度的要求，由电磁波理论可知，要想提高信息处理速度就必须扩大信道传输信息的容量，然而限制信道传输信息的容量的主要因素是可用频带。目前，集成电路中器件的寄生电容、特征频率是限制放大电路带宽的主要因素，为了解决其带宽瓶颈，关于拓频技术的研究提出了很多方法，其中电感串并联峰化技术、容性退化技术、级间无源匹配网络、跨导倍增技术等是采用最为广泛的拓频技术。传统的拓频技术采用一种平面螺旋电感的方式作为电路的频率补偿，但是这种拓频方式的电感值通常都很小(几十nH)，而且平面螺旋电感的工作频率受其寄生电容以及串扰效应的影响很大，这就带来了一个问题，当电路所需的补偿电感为上百nH，甚至μH数量级，这对采用平面螺旋电感的方式来实现电路的拓频来说几乎是不可能的。此外，平面螺旋电感会占用很大面积，不适合高集成度、小型化应用场合。
技术实现思路
基于上述情况，本技术提出了一种信号接收前端，对接收前端的频带进行有效拓展，满足应用需要。为了实现上述目的，本技术技术方案的实施例为：一种信号接收前端，包括频率拓展电路，所述频率拓展电路包括放大器、第一源跟随器、共源放大器、第二源跟随器和第一电阻；所述放大器的输出端连接所述第一源跟随器的输入端，所述第一源跟随器的输出端连接所述共源放大器的输入端，所述共源放大器的输出端连接所述第二源跟随器的输入端，所述第一电阻的一端连接所述放大器的输出端，所述第一电阻的另一端连接所述共源放大器的输出端。与现有技术相比，本技术的有益效果为：本技术信号接收前端，包括频率拓展电路，频率拓展电路包括放大器、第一源跟随器、共源放大器、第二源跟随器和第一电阻，放大器、第一源跟随器、共源放大器和第二源跟随器依次连接，第一电阻为反馈电阻，一端连接放大器的输出端，另一端连接共源放大器的输出端，放大器对输入的电流信号或电压信号进行放大，输出第一级频带拓展信号到第一源跟随器和第一电阻，第一源跟随器避免等效密勒电容对带宽的限制，输出第二级频带拓展信号到共源放大器，共源放大器进一步拓展电路的带宽，输出第三级频带拓展信号到第二源跟随器，第二源跟随器进行阻抗变换和电平位移，输出第四级频带拓展信号，第一电阻为反馈电阻，进一步拓展电路的带宽，无需平面螺旋电感实现对电路带宽拓展，大大减小芯片面积，而且整个接收前端可以完全用集成电路CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)工艺实现，所以很适合集成于SOC(SystemonChip，系统级芯片)芯片，具有良好的推广价值。附图说明图1为一个实施例中信号接收前端结构示意图；图2为基于图1所示接收前端一个具体示例中信号接收前端结构示意图；图3为一个实施例中有源电感单元结构示意图；图4为图3所示有源电感单元的等效电路示意图；图5为一个信号接收前端的应用实例。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本技术，并不限定本技术的保护范围。一个实施例中信号接收前端，如图1所示，包括频率拓展电路101，所述频率拓展电路101包括放大器1011、第一源跟随器1012、共源放大器1013、第二源跟随器1014和第一电阻1015；所述放大器1011的输出端连接所述第一源跟随器1012的输入端，所述第一源跟随器1012的输出端连接所述共源放大器1013的输入端，所述共源放大器1013的输出端连接所述第二源跟随器1014的输入端，所述第一电阻1015的一端连接所述放大器1011的输出端，所述第一电阻1015的另一端连接所述共源放大器1013的输出端。频率拓展电路放大器的输入端输入信号，频率拓展电路实现对信号的接收和放大，输出电压信号。从以上描述可知，本技术信号接收前端，频率拓展电路对接收前端的带宽进行有效拓展，无需平面螺旋电感实现对电路带宽拓展，大大减小芯片面积，引入源跟随器和负反馈改变系统传递函数零、极点的位置，进一步拓宽频带，整个接收前端可以完全用集成电路CMOS工艺实现，所以很适合集成于SOC芯片，具有良好的推广价值。此外，在一个具体示例中，所述信号接收前端还包括通断控制单元，所述通断控制单元的输出端连接所述放大器的第一输入端。此外，在一个具体示例中，所述信号接收前端还包括低噪声差分放大器，所述低噪声差分放大器的输出端连接所述放大器的第二输入端。通断控制单元的输入端输入电流信号，通断控制单元的输出端连接放大器的第一输入端；低噪声差分放大器的输入端输入电压信号，低噪声差分放大器的输出端连接放大器的第二输入端，采用同一电路实现电压和电流信号的接收，并不是对单一的电流接收电路和电压接收电路进行集成，从而有效降低传统信号接收前端的复杂度和实现难度。此外，在一个具体示例中，所述放大器还包括第一MOS晶体管、第二MOS晶体管、第三MOS晶体管、第一有源电感单元和第二电阻；所述第一输入端分别连接所述第一MOS晶体管的漏极、所述第二MOS晶体管的栅极和所述第三MOS晶体管的源极，所述第二输入端连接所述第一MOS晶体管的栅极，所述第一MOS晶体管的源极和所述第二MOS晶体管的源极接地，所述第二MOS晶体管的漏极分别连接所述第二电阻的一端和所述第三MOS晶体管的栅极，所述第二电阻的另一端连接电源，所述第三MOS晶体管的漏极分别连接所述第一有源电感单元的一端和所述放大器的输出端，所述第一有源电感单元的另一端连接所述电源。所述频率拓展电路第一级包括一个完成电压输入的第一MOS晶体管、用于提高增益的第二MOS晶体管、完成电流输入的第三MOS晶体管、用于频率拓展的第一有源电感单元以及用于直流偏置的第二电阻；所述第一输入端连接至第一MOS晶体管的漏极，并加载至第二MOS晶体管的栅极和第三MOS晶体管的源极；所述第二输入端连接至第一MOS晶体管的栅极；第二MOS晶体管的漏极连接至第二电阻一端，并加载至第三MOS晶体管的栅极；第二电阻另一端连接至电源电压VDD，电源电压VDD通过第二电阻控制第二MOS晶体管的漏极偏置电压，使第二MOS晶体管工作于饱和区；随后通过与第三MOS晶体管漏极相连的第一有源电感单元将第三MOS晶体管的漏极电流信号转换为电压信号vo1输出。此外，在一个具体示例中，所述第一有源电感单元包括第四MOS晶体管、第三电阻和第一电容；所述第四MOS晶体管的源极分别连接所述第一电容的一端、所述第三MOS晶体管的漏极和所述放大器的输出端，所述第一电容的另一端分别连接所述第四MOS晶体管的栅极和所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端分别连接所述第四MOS晶体管的漏极和所述电源。第一有源电感单元包括一个工作于饱和区的第四MOS本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号接收前端，其特征在于，包括频率拓展电路，所述频率拓展电路包括放大器、第一源跟随器、共源放大器、第二源跟随器和第一电阻；所述放大器的输出端连接所述第一源跟随器的输入端，所述第一源跟随器的输出端连接所述共源放大器的输入端，所述共源放大器的输出端连接所述第二源跟随器的输入端，所述第一电阻的一端连接所述放大器的输出端，所述第一电阻的另一端连接所述共源放大器的输出端。

【技术特征摘要】
1.一种信号接收前端，其特征在于，包括频率拓展电路，所述频率拓展电路包括放大器、第一源跟随器、共源放大器、第二源跟随器和第一电阻；所述放大器的输出端连接所述第一源跟随器的输入端，所述第一源跟随器的输出端连接所述共源放大器的输入端，所述共源放大器的输出端连接所述第二源跟随器的输入端，所述第一电阻的一端连接所述放大器的输出端，所述第一电阻的另一端连接所述共源放大器的输出端。2.根据权利要求1所述的信号接收前端，其特征在于，还包括通断控制单元，所述通断控制单元的输出端连接所述放大器的第一输入端。3.根据权利要求2所述的信号接收前端，其特征在于，还包括低噪声差分放大器，所述低噪声差分放大器的输出端连接所述放大器的第二输入端。4.根据权利要求3所述的信号接收前端，其特征在于，所述放大器包括第一MOS晶体管、第二MOS晶体管、第三MOS晶体管、第一有源电感单元和第二电阻；所述第一输入端分别连接所述第一MOS晶体管的漏极、所述第二MOS晶体管的栅极和所述第三MOS晶体管的源极，所述第二输入端连接所述第一MOS晶体管的栅极，所述第一MOS晶体管的源极和所述第二MOS晶体管的源极接地，所述第二MOS晶体管的漏极分别连接所述第二电阻的一端和所述第三MOS晶体管的栅极，所述第二电阻的另一端连接电源，所述第三MOS晶体管的漏极分别连接所述第一有源电感单元的一端和所述放大器的输出端，所述第一有源电感单元的另一端连接所述电源。5.根据权利要求4所述的信号接收前端，其特征在于，所述第一有源电感单元包括第四MOS晶体管、第三电阻和第一电容；所述第四MOS晶体管的源极分别连接所述第一电容的一端、所述第三MOS晶体管的漏极和所述放大器的输出端，所述第一电容的另一端分别连接所述第四MOS晶体管的栅极和所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端分别连接所述第四MOS晶体...

【专利技术属性】
技术研发人员：冼鹏伟，赵明剑，刘洋，李斌，王静，吴朝晖，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44