集成电路全波电平检测器制造技术

一种温度稳定的集成电路全波电平检测器包括单独一级运算放大器的设计方案，它无需象已有技术实施方案中那样有两个运算放大器和其后的比较器，两个运算放大器用来对一输入交流（“ＡＣ”）信号执行全波整流功能，比较器用来检测所得到的信号电平。本发明专利技术的全波电平检测器仅采用单独一个放大器和一些额外的外围元件，这使集成电路（“ＩＣ”）实施方案中的芯片面积得到节约，同时还表现出良好的温度稳定特性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及非线性集成电路(“IC”)器件领域。更具体地说，本专利技术涉及一种温度稳定集成电路电平检测器，该检测器包括单个运算放大器级，它无需对交流(“AC”)输入信号进行全波整流，或者无需一检测所产生信号电平的比较器。全波电平检测器的常规方案利用一对串联耦合的运算放大器对AC输入信号进行全波整流。这些全波整流电路的典型实例为Frederickson，T.M.所著的Intuitive Op Amps(直观运算放大器)，p.213、Analog Devices(模拟器件)，1976中Sheingold，D.H.所著的Nonlinear Circuits Handbook(非线性电路手册)，pp.132-134、Analog Devices(模拟器件)，1991的Mixed SignalDesign Seminar(混和信号设计研讨会)中“Linear and Non-LinearAnalog Signal Processing(线性与非线性模拟信号处理)”中所述的那些电路。在一个传统的全波电平检测器中，这样一种全波整流电路的输出随后施加到一比较器的一个输入端，该比较器的另一输入端接一预定参考电压电平。众所周知，比较器是有两个稳定输出状态的器件，在这种情况下，当来自全波整流电路的输入电压已经超过参考电压值所确定的阈值电压时，该比较器用来提供一预定信号输出电平。尽管用两个这样的运算放大器和单独一个比较器一起实现了全波电平检测器的功能，不过，对最初的全波整流步骤的需求要求使用不希望有的大量电路元件，这么大量的电路元件伴随而来的是需要在集成电路的实施中占据较大的芯片上的芯片面积。此外，由于这种电路的功能和设计方案的缘故，在可能的集成电路器件工作温度的至少一部分范围上显现出欠佳的温度稳定性。这里公开了一种全波电平检测器，它无需象已有技术实施方案中那样有两个运算放大器和其后的比较器，两个运算放大器用来对一输入交流信号执行全波整流功能，比较器用来检测所得到的信号电平。本专利技术的全波电平检测器仅采用单独一个放大器和一些额外的外围元件，这使集成电路实施方案中宝贵的芯片面积得到节约，同时还表现出良好的温度稳定特性。更具体地，这里公开了一种全波电平检测器，该检测器具有接收输入信号的输入节点和提供相应输出信号的输出节点。该检测器包括一放大器，它通过其输入端上的第一电阻(R1)接收输入信号；第一开关器件和第二开关器件，其控制端接至放大器的输入端；第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)，它们接至放大器的输出端，第二电阻接至放大器的输入端，第三电阻和第四电阻分别接至第一开关器件和第二开关器件的第一载流端。该检测器还包括第一电流镜，其第一管脚和第二管脚分别将第一开关器件和第二开关器件中每个的第二载流端接至第一供电电压源，第二开关器件的第二载流端限定了一个电路节点。第二电流镜具有第一管脚和第二管脚，其第一管脚将第二供电电压源接至电路节点；而第三电流镜的第一管脚和第二管脚分别通过第五电阻(R5)接至一参考电压源，且其第二管脚接至所述第二电流镜的第二管脚。一输出驱动器将电路节点接至输出节点。参照结合附图对一优选实施例所作的以下描述，本专利技术的前述和其他特征与目的以及实现它们的方式将变得更清楚，而且本专利技术也将得到最好的理解附图说明图1是一传统全波电平检测电路的功能性方框和示意性说明图，该电路最少需要两个运算放大器和一个比较器来提供必要的功能；图2是根据本专利技术一个实施例的全波电平检测器的功能性方框和示意性说明图，该检测器仅需要单独一个放大器和一些外围元件以提供所需功能；图3示出幅值为0.6伏的典型输入信号波形，该信号用来输入给图2中有0.5伏预定检测电平的全波电平检测器，该检测器的参考电压VREF设定到1.25伏；图4是图3的输入信号施加给图2的全波电平检测器时该检测器的典型输出信号波形。参见图1，图中示出一传统的全波电平检测电路10。确切地说，该全波电平检测电路10包括一全波整流器，该全波整流器包括运算(“OP”)放大器12和14，运算放大器12和14向比较器16提供全波整流输出信号。输入节点18接收基本上为正弦的输入信号，该输入信号通过电阻20(“R1”)施加给放大器12的反相输入端。节点22上放大器12的输出端通过二极管24(“D1”)回接至其反相输入端，二极管24的正极接至节点22而其负极接至放大器12的反相输入端。节点22上放大器12的输出端接至另一二极管26(“D2”)的负极，二极管26的正极定为节点28(节点“A”)，节点28还通过电阻30(“R2”)回接至放大器12的反相输入端。二极管26正极上的节点28通过电阻32接至另一放大器14的反相输入端。两个放大器12和14的同相输入端都接至电路的地。放大器14的反相输入端通过电阻34(“R3”)接至输入节点18，而节点36上放大器14的输出端通过电阻38(“R5”)回接至其反相输入端。如图所示，放大器14的输出供给比较器16的正输入端，比较器16的负输入端接至一参考电压源(“VREF”)。比较器16的输出端定为输出节点40。工作时，各种电阻的值可以定义为(1)R1=R2=R3=R5=R，R4=R/2当输入节点18处的输入信号经受正电压转变时，二极管D1受到反相偏置“截止”而二极管D2受到正向偏置“导通”。因此，节点36(节点“B”)的输出信号为(2)VB=Vin=Vin另一方面，当输入节点18处的输入信号经受负电压转变时，二极管D1受到正向偏置“导通”而二极管D2受到反相偏置“截止”。因此，节点36上的信号为(3)VB=Vin(-R5/R3)=-Vin经过输入节点18上输入信号的一个完整周期，节点B处的电压则为(4)VB=｜Vin｜接至节点36上放大器14输出端的比较器16用来将其输入端处的电压VB与VREF作比较，其中电压VREF是传统全波电平检测电路10的预定电压电平。另外参见图2，图中示出根据本专利技术的全波电平检测器100。该全波电平检测器100仅包括如图所示的单独一个放大器102以及一些附加的外围元件，这些元件构成一个较简单的电路设计方案，该方案采用的元件比图1中的传统全波电平检测器10少，而它还能在整个温度范围内提供良好的工作稳定性。全波电平检测器100有一输入节点104，输入节点104用来接收例如基本上为正弦的输入信号，该输入信号通过电阻106(“R1”)施加给放大器102的反相输入端。如图所示，放大器102的同相输入端可以接至电路的地。节点108上放大器102的输出端通过电阻110(“R2”)回接至其反相输入端，并且还通过电阻112(“R3”)接至PNP晶体管116(“Q1”)的发射极，以及通过电阻114(“R4”)接至NPN晶体管118(“Q2”)的发射极。晶体管116和118的基极端接至放大器102的反相输入端，而它们各自的集电极端耦合到电流镜120的一侧，电流镜120又耦合到一供电电压源Vss。流过电阻112的电流(“IE1”)和流过电阻114的相应电流(“IE2”)分别沿箭头所指示的方向。(包括NPN晶体管Q5和Q6的)附加电流镜122的一个输入端通过电阻124(“R5”)接收参考电压(“VREF”)，而另一输入端通过另一电流镜13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全波电平检测器，具有接收输入信号的输入节点和提供相应输出信号的输出节点，所述检测器包括： 一放大器，它通过其输入端上的第一电阻（Ｒ↓［１］）接收所述输入信号； 第一开关器件和第二开关器件，其控制端接至所述放大器的所述输入端； 第二电阻（Ｒ↓［２］）、第三电阻（Ｒ↓［３］）和第四电阻（Ｒ↓［４］），它们接至所述放大器的输出端，所述第二电阻接至所述放大器的所述输入端，所述第三电阻和第四电阻分别接至所述第一开关器件和所述第二开关器件的第一载流端； 第一电流镜，其第一管脚和第二管脚分别将所述第一开关器件和第二开关器件中每个的第二载流端接至第一供电电压源，所述第二开关器件的所述第二载流端定为一个电路节点； 第二电流镜，具有第一管脚和第二管脚，其所述第一管脚将第二供电电压源接至所述电路节点； 第三电流镜，其第一管脚和第二管脚分别通过第五电阻（Ｒ↓［５］）接至一参考电压源，其所述第二管脚接至所述第二电流镜的所述第二管脚；和 一输出驱动器，它将所述电路节点接至所述输出节点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：闸钢，
申请(专利权)人：深圳赛意法微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]