可变增益放大电路制造技术

一种可变增益放大电路，用以放大一第一输入信号和一第二输入信号之间的一电压差值，藉以产生一放大差动输出信号。该可变增益放大电路包含一运算放大器、一输入元件、一反馈元件、一动态偏压电路和一跨导放大器。该动态偏压电路用以根据一设定值以产生一偏压电流。该跨导放大器用以转换该第一输入信号和该第二输入信号之间的该电压差值以产生流经该反馈元件的一模拟输出电流。该模拟输出电流根据该偏压电流而改变。

Variable gain amplifier

A variable gain amplifier circuit used to amplify a voltage difference between a first input signal and a second input signal to produce an amplified differential output signal. The variable gain amplifier circuit includes an operational amplifier, an input element, a feedback element, a dynamic bias circuit and a transconductance amplifier. The dynamic bias circuit is used to generate a bias current according to a set value. The transconductance amplifier is used to convert the voltage difference between the first input signal and the second input signal to produce an analog output current flowing through the feedback element. The analog output current varies according to the bias current.

【技术实现步骤摘要】
可变增益放大电路
本专利技术涉及一种可变增益放大电路。
技术介绍
可变增益放大电路用以根据一增益控制信号以放大或衰减一输入信号。图1绘示一传统可变增益放大电路的示意图。该可变增益放大电路100包含一差动运算放大器(OperationalAmplifier)12、具有固定电阻值的电阻R1B和R2B以及具有可变电阻值的电阻R2A和R2B。如图1所示，该等电阻R2A和R2B的每一个具有多个并联的电路单元，其中每一电路单元由串联在一起的晶体管开关和电阻所组成。一增益控制器14产生多个逻辑信号至该电阻R2A中的多个晶体管开关，且一增益控制器16产生多个逻辑信号至该电阻R2B中的多个晶体管开关。该等电阻R2A和R2B的阻值由晶体管开关的导通状态所决定。因此，藉由导通和截止该等开关，该等电阻R2A和R2B的阻值会产生变化，进而改变该可变增益放大电路100的增益。依此运作方式，当电阻R1A的阻值等于电阻R1B的阻值，且电阻R2A的阻值等于电阻R2B的阻值时，该可变增益放大电路100的增益可由该电阻R2A的阻值和该电阻R1A的阻值比例所决定。当该可变增益放大电路100的增益需要N级变化时，该等电阻R2A和R2B的每一个中的电路单元需要N个晶体管开关和N个电阻。因此，该可变增益放大电路100的芯片面积会随着级数N的增加而加大许多。
技术实现思路
根据本专利技术一实施例的一种可变增益放大电路，该可变增益放大电路用以放大一第一输入信号和一第二输入信号之间的一电压差值，藉以产生一放大差动输出信号。该可变增益放大电路包含一运算放大器、一第一输入元件、一反馈元件、一动态偏压电路和一跨导放大器。该运算放大器具有一第一输入端，一第二输入端和用以提供该放大差动输出信号的一输出端。该第一输入元件具有用以接收该第一输入信号的一第一端和耦接至该运算放大器的该第一输入端的一第二端。该反馈元件具有耦接至该运算放大器的该第一输入端的一第一端和耦接至该运算放大器的该输出端的一第二端。该动态偏压电路用以根据一设定值以产生一偏压电流。该跨导放大器用以转换该第一输入信号和该第二输入信号之间的该电压差值以产生一模拟输出电流。该模拟输出电流流经该反馈元件。该第一输入元件具有一固定阻值。该跨导放大器的该模拟输出电流根据该偏压电流而改变。附图说明图1绘示一传统可变增益放大电路的示意图。图2显示结合本专利技术一实施例的一可变增益放大电路的方块示意图。图3显示结合本专利技术一实施例的该可变增益放大电路的电路图。图4显示结合本专利技术另一实施例的一可变增益放大电路的方块示意图。图5显示结合本专利技术另一实施例的一可变增益放大电路的电路图。图6显示结合本专利技术又一实施例的可增加增益的一可变增益放大电路的方块示意图。图7显示图6所示的该可变增益放大电路的运作方式。图8显示结合本专利技术再一实施例的可增加增益的一可变增益放大电路的方块示意图。图9显示结合本专利技术一实施例的该可变增益放大电路的电路图。【符号说明】100可变增益放大电路12差动运算放大器14增益控制器16增益控制器200可变增益放大电路22增益放大器224运算放大器24，24’跨导放大器26，26’动态偏压电路262电流产生电路2622运算放大器264电流镜电路400可变增益放大电路42增益放大器424运算放大器48检测电路49充电泵600可变增益放大电路64切换单元66切换单元68检测电路800可变增益放大电路82检测电路C1，CH电容I1，I2电流源N1～N5晶体管P1～P5晶体管R1A，R2A，R1B，R2B电阻R1～R4电阻RLEL电阻SW1，SW2开关具体实施方式在说明书及所附的权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的元件。本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及所附的权利要求书并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及所附的权利要求书当中所提及的“包含”或“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。另外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。图2显示结合本专利技术一实施例的一可变增益放大电路200的方块示意图。参照图2，该可变增益放大电路200包含一增益放大器22、一跨导(transconductance)放大器24和一动态偏压电路26。该增益放大器22用以接收一模拟输入信号VI以产生一模拟输出信号VO。在本实施例中，该增益放大器22由一单端输入单端输出的运算放大器224、具有固定电阻值的电阻R1以及具有固定电阻值的电阻R2所组成。当跨导放大器24未提供电流至电阻R2时，该增益放大器22的增益G由式(1)决定。G＝R2/R1(1)然而，该增益放大器22的新增益G’可藉由改变流过电阻R2的净电流来获得。参考图2，该跨导放大器24用以转换输入电压VI和参考电压VREF的差值以产生一模拟输出电流IGM。接着，该跨导放大器24提供该模拟输出电流IGM至该增益放大器22，藉以调整该增益放大器22的增益G’。注意该跨导放大器24的一偏压电流IDYN来自该动态偏压电路26。该偏压电流IDYN可以根据一输入信号VLEL而改变。图3显示结合本专利技术一实施例的该可变增益放大电路200的电路图。参考图3，该动态偏压电路26包含一电流产生电路262和一电流镜电路264。该电流产生电路262由一运算放大器2622、一NMOS晶体管N1和一电阻RLEL所组成。该运算放大器2622具有用以接收该输入信号VLEL的一正输入端、耦接至该电阻RLEL的一负输入端和耦接至该NMOS晶体管N1的一栅极的一输出端。依此结构，流过该NMOS晶体管N1的电流IN1可由式(2)决定。IN1＝VLEL/RLEL(2)参照图3，该电流镜电路264由PMOS晶体管P1、P2和P3所组成。该PMOS晶体管P1接收流过该NMOS晶体管N1的电流IN1，而该等PMOS晶体管P2和P3根据宽长比(W/Lratio)而产生比例于该电流IN1的电流。该PMOS晶体管P3的电流做为该跨导放大器24的上偏压电流。流过该PMOS晶体管P2的电流流至该NMOS晶体管N2，接着，该NMOS晶体管N3根据宽长比而产生比例于该NMOS晶体管N2的电流，以做为该跨导放大器24的下偏压电流。该跨导放大器24包含一输入晶体管对，由串联的PMOS晶体管P1和NMOS晶体管N4以及串联的PMOS晶体管P5和NMOS晶体管N5所组成。参照图3，该PMOS晶体管P4和该NMOS晶体管N4串联连接于该PMOS晶体管P3和该NMOS晶体管N3之间，而该PMOS晶体管P5和该NMOS晶体管N5串联连接于该PMOS晶体管P3和该NMOS晶体管N3之间。参照图3，该PMOS晶体管P4和该NMOS晶体管N4的栅极用以接收该模拟输入信号VI，而该PMOS晶体管P5和该NMOS晶体管N5的栅极用以接收该参考电压VREF。因此，该跨导放大器24的该模拟输出电流IGM的电流值会比例于该输入电压VI和参考电压VREF的差值。此外，该跨导放大器24的增益相应于该PMOS晶体管P3或该NMOS晶体管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变增益放大电路，用以放大第一输入信号和第二输入信号之间的电压差值，藉以产生放大差动输出信号，该可变增益放大电路包含：运算放大器，具有第一输入端，第二输入端和用以提供该放大差动输出信号的输出端；第一输入元件，具有用以接收该第一输入信号的第一端和耦接至该运算放大器的该第一输入端的第二端；反馈元件，具有耦接至该运算放大器的该第一输入端的第一端和耦接至该运算放大器的该输出端的第二端；动态偏压电路，用以根据设定值以产生偏压电流；以及跨导放大器，用以转换该第一输入信号和该第二输入信号之间的该电压差值以产生模拟输出电流；其中，该模拟输出电流流经该反馈元件；其中，该第一输入元件具有固定阻值；且其中，该跨导放大器的该模拟输出电流根据该偏压电流而改变。

【技术特征摘要】
1.一种可变增益放大电路，用以放大第一输入信号和第二输入信号之间的电压差值，藉以产生放大差动输出信号，该可变增益放大电路包含：运算放大器，具有第一输入端，第二输入端和用以提供该放大差动输出信号的输出端；第一输入元件，具有用以接收该第一输入信号的第一端和耦接至该运算放大器的该第一输入端的第二端；反馈元件，具有耦接至该运算放大器的该第一输入端的第一端和耦接至该运算放大器的该输出端的第二端；动态偏压电路，用以根据设定值以产生偏压电流；以及跨导放大器，用以转换该第一输入信号和该第二输入信号之间的该电压差值以产生模拟输出电流；其中，该模拟输出电流流经该反馈元件；其中，该第一输入元件具有固定阻值；且其中，该跨导放大器的该模拟输出电流根据该偏压电流而改变。2.如权利要求1所述的可变增益放大电路，还包含：检测电路，用以在该放大差动输出信号大于第一预设值时产生第一检测信号；以及充电泵，用以根据该第一检测信号产生该设定值。3.如权利要求1所述的可变增益放大电路，其中当该设定值增加时，该偏压电流增加，因此该模拟输出电流增加使得流过该反馈元件的净电流下降。4.如权利要求2所述的可变增益放大电路，其中当该放大差动输出信号大于该第一预设值，该设定值增加，因此该偏压电流增加以增加该模拟输出电流，其中该模拟输出电流增加使得流过该反馈元件的净电流下降。5.如权利要求2所述的可变增益放大电路，其中当该放大差动输出信号小于第二预设值时，该检测电路产生第二检测信号，该充电泵根据该第二检测信号产生该设定值，其中该第一预设值大于该第二预设值。6.如权利要求5所述的可变增益放大电路，其中当该放大差动输出信号小于该第二预设值时，该设定值增加，使得流过该反馈元件的净电流增加。7.如权利要求1所述的可变增益放大电路，其中该动态偏压电路包含：电流产生电...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹斯钧，施登耀，
申请(专利权)人：晶豪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71