一种用于模数转换器系统的多增益前端电路技术方案

本发明专利技术公开了一种用于模数转换器系统的多增益前端电路，包括第一输入信号接收放大器单元、第二输入信号接收放大器单元、增益选择电路单元。所述第一输入信号接收放大器单元，第二输入信号接收放大器单元用于接受输入信号；所述增益选择电路单元用于放大或衰减输入信号，以匹配模拟数字转换器的感测范围。本发明专利技术采用增益选择电路，扩大了模拟数字转换器的感测范围；本发明专利技术具有高精度、高稳定性、可编程的优点，可用于模拟集成电路。可用于模拟集成电路。可用于模拟集成电路。

【技术实现步骤摘要】
一种用于模数转换器系统的多增益前端电路


[0001]本专利技术属于电子电路
，特别是涉及一种用于模数转换器系统的多增益前端电路。

技术介绍

[0002]随着数字时代的发展，数据采集、数字转换和计算机分析已经变得司空见惯。而在这些应用场景中，模拟
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数字转换器(ADC)作为重要组成部分发挥着举足轻重的作用，但随着应用范围的扩大，原始信号与ADC传感范围的匹配问题亟需解决。由此，在一些应用中，常常采用信号匹配电路作为ADC的前置电路，根据具体需求通过对原始输入信号进行放大或衰减以使输入信号匹配ADC检测范围。
[0003]现阶段常见的信号调理电路往往是针对某一特定使用场景而进行设计的，通常不具备通用性，且采用电感进行增益选择的信号调理电路虽然可以适应不同频段对于增益大小的需求，但通常会占用大量面积，降低电路集成度，且开关电感电路的设计较为复杂。因此，亟需提出一种多增益前端电路以更好的解决原始信号与ADC传感范围的匹配问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足提供一种用于模数转换器系统的多增益前端电路，该多增益前端电路采用全差分放大器结构，其增益选择电路模块采用电阻串与开关管网络可兼并粗调与细调功能以解决原始信号与ADC传感范围的匹配问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于模数转换器系统的多增益前端电路，包括第一输入信号接收放大器单元、第二输入信号接收放大器单元和增益选择电路单元；
[0006]所述第一输入信号接收放大器单元和第二输入信号接收放大器单元用于接收输入信号；所述增益选择电路单元分别与所述第一输入信号接收放大器单元和第二输入信号接收放大器单元连接，用于放大或衰减输入信号，匹配模数转换器的感测范围。
[0007]可选地，所述第一输入信号接收放大器单元包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入端连接第一输入信号电压，所述第二输入端连接第一外部偏置电压，所述第一输出端输出第一待调整输出电压；
[0008]所述第二输入信号接收放大器单元包括第三输入端、第四输入端和第二输出端，所述第三输入端连接第二输入信号电压，所述第四输入端连接第二外部偏置电压，所述第二输出端输出第二待调整输出电压；
[0009]所述增益选择电路单元包括第五输入端、第六输入端、第七输入端、第八输入端、第九输入端、第十输入端、第三输出端和第四输出端；所述第五输入端连接至第一待调整输出电压，所述第六输入端连接至第二待调整输出电压，所述第七输入端连接至第一外部数字电压，所述第八输入端连接至第二外部数字电压，所述第九输入端连接至第三外部数字电压，所述第十输入端连接至第四外部数字电压，所述第三输出端输出第一输出信号电压，所述第四输出端输出第二输出信号电压。
[0010]可选地，所述第一输入信号接收放大器单元包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一PNP三极管、第二PNP三极管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第一电阻和第一电容；；
[0011]所述第一PMOS管和第二PMOS管构成电流镜电路，其中，所述第一PMOS管与第二PMOS管的栅极相连并连接至第一外部偏置电压，所述第一PMOS管与第二PMOS管的源极相连并连接至电源电压，所述第一PMOS管的漏极连接至第一PNP三极管和第二PNP三极管的发射极，第二PMOS管的漏极连接至第三NMOS管的漏极，所述第一PNP三极管的基极与第一电容的一端产生第一待调整输出电压；
[0012]所述第一PNP三极管和第二PNP三极管构成差分放大器的输入对管，其中，所述第二PNP三极管的基极连接至第一输入信号电压，所述第一PNP三极管的集电极连接至第一NMOS管的栅极与漏极及第二NMOS管的栅极，所述第二PNP三极管连接至第二NMOS管的漏极、第一电阻的一端和第三NMOS管的栅极，所述第一NMOS管、第二NMOS管和第三NMOS管的源极相连并连接至电线接地端；
[0013]所述第一电阻与第一电容构成密勒补偿电路，其中，所述第一电阻与第一电容的另一端相连。
[0014]可选地，所述第一PNP三极管的基极经由增益选择电路与全差分放大器的输出级相连构成缓冲器结构，使第一待调整输出电压跟随第一输入信号电压；所述第一电阻与第一电容构成密勒补偿结构用于对模数转换器系统稳定性进行补偿。
[0015]可选地，所述第二输入信号接收放大器单元包括第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第三PNP三极管、第四PNP三极管、第三PMOS管、第四PMOS管、第二电阻和第二电容；
[0016]所述第三PMOS管与第四PMOS管构成电流镜电路，其中，所述第三PMOS管与第四PMOS管的栅极相连并连接至第二外部偏置电压，所述第三PMOS管与第四PMOS管的源极相连并连接至电源电压，所述第三PMOS管的漏极连接至第三PNP三极管与第四PNP三极管的发射极，所述第四PMOS管的漏极连接至第六NMOS管的漏极，所述第三PNP三极管的基极与第二电容的一端产生第二待调整输出电压；
[0017]所述第三PNP三极管与第四PNP三极管构成差分放大器的输入对管，其中，所述第三PNP三极管的基极连接至第二输入信号电压，所述第三PNP三极管的集电极连接至第四NMOS管的栅极与漏极及第五NMOS管的栅极，所述第四PNP三极管连接至第五NMOS管的漏极、第二电阻的一端和第六NMOS管的栅极，所述第四NMOS管、第五NMOS管和第六NMOS管的源极相连并连接至电线接地端；
[0018]所述第二电阻与第二电容构成密勒补偿电路，其中，所述第二电阻与第二电容的另一端相连。
[0019]可选地，所述第三PNP三极管的基极经由增益选择电路与全差分放大器的输出级相连构成缓冲器结构，使第二待调整输出电压跟随第二输入信号电压，所述第二电阻与第二电容构成密勒补偿结构用于对模数转换器系统稳定性进行补偿。
[0020]可选地，所述增益选择电路单元包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管和第八开关管。
[0021]可选地，所述第三电阻的一端产生第一输出信号电压，所述第三电阻的另一端连接至第一开关管的一端与第四电阻的一端，所述第一开关管的另一端连接至第一待调整输
出电压、第二开关管一端、第三开关管一端和第四开关管一端；
[0022]所述第四电阻的另一端连接至第二开关管的另一端与第五电阻的一端；
[0023]所述第五电阻的另一端连接至第三开关管的另一端与第六电阻的一端；
[0024]所述第六电阻的另一端连接至第四开关管的另一端与第七电阻的一端；
[0025]所述第七电阻的另一端连接至第五开关管的一端与第八电阻的一端，所述第五开关的另一端连接至第二待调整输出电压、第六开关管一端、第七开关管一端和第八开关管一端；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模数转换器系统的多增益前端电路，其特征在于，包括第一输入信号接收放大器单元、第二输入信号接收放大器单元和增益选择电路单元；所述第一输入信号接收放大器单元和第二输入信号接收放大器单元用于接收输入信号；所述增益选择电路单元分别与所述第一输入信号接收放大器单元和第二输入信号接收放大器单元连接，用于放大或衰减输入信号，匹配模数转换器的感测范围。2.根据权利要求1所述的用于模数转换器系统的多增益前端电路，其特征在于，所述第一输入信号接收放大器单元包括第一输入端、第二输入端和第一输出端，所述第一输入端连接第一输入信号电压，所述第二输入端连接第一外部偏置电压，所述第一输出端输出第一待调整输出电压；所述第二输入信号接收放大器单元包括第三输入端、第四输入端和第二输出端，所述第三输入端连接第二输入信号电压，所述第四输入端连接第二外部偏置电压，所述第二输出端输出第二待调整输出电压；所述增益选择电路单元包括第五输入端、第六输入端、第七输入端、第八输入端、第九输入端、第十输入端、第三输出端和第四输出端；所述第五输入端连接至第一待调整输出电压，所述第六输入端连接至第二待调整输出电压，所述第七输入端连接至第一外部数字电压，所述第八输入端连接至第二外部数字电压，所述第九输入端连接至第三外部数字电压，所述第十输入端连接至第四外部数字电压，所述第三输出端输出第一输出信号电压，所述第四输出端输出第二输出信号电压。3.根据权利要求1所述的用于模数转换器系统的多增益前端电路，其特征在于，所述第一输入信号接收放大器单元包括第一PMOS管、第二PMOS管、第一PNP三极管、第二PNP三极管、第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第一电阻和第一电容；所述第一PMOS管和第二PMOS管构成电流镜电路，其中，所述第一PMOS管与第二PMOS管的栅极相连并连接至第一外部偏置电压，所述第一PMOS管与第二PMOS管的源极相连并连接至电源电压，所述第一PMOS管的漏极连接至第一PNP三极管和第二PNP三极管的发射极，第二PMOS管的漏极连接至第三NMOS管的漏极，所述第一PNP三极管的基极与第一电容的一端产生第一待调整输出电压；所述第一PNP三极管和第二PNP三极管构成差分放大器的输入对管，其中，所述第二PNP三极管的基极连接至第一输入信号电压，所述第一PNP三极管的集电极连接至第一NMOS管的栅极与漏极及第二NMOS管的栅极，所述第二PNP三极管连接至第二NMOS管的漏极、第一电阻的一端和第三NMOS管的栅极，所述第一NMOS管、第二NMOS管和第三NMOS管的源极相连并连接至电线接地端；所述第一电阻与第一电容构成密勒补偿电路，其中，所述第一电阻与第一电容的另一端相连。4.根据权利要求3所述的用于模数转换器系统的多增益前端电路，其特征在于，所述第一PNP三极管的基极经由增益选择电路与全差分放大器的输出级相连构成缓冲器结构，使第一待调整输出电压跟随第一输入信号电压；所述第一电阻与第一电容构成密勒补偿结构用于对模数转换器系统稳定性进行补偿。5.根据权利要求1所述的用于模数转换器系统的多增益前端电路，其特征在于，所述第二输入信号接收放大器单元包括第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第三
PNP三极管、第四PNP三极管、第三PMOS管、第四PMOS管、第二电阻和第二电...

【专利技术属性】
技术研发人员：来新泉，李承，李文岑，李继生，
申请(专利权)人：西安水木芯邦半导体设计有限公司，
类型：发明
国别省市：