一种适用于大动态范围对数放大器的限幅整流连接电路制造技术

本发明专利技术属于集成电路领域，特别涉及一种适用于大动态范围对数放大器的限幅整流连接电路，包括基于射随器的限幅放大器和整流器；基于射随器的限幅放大器中设有连接点

【技术实现步骤摘要】
一种适用于大动态范围对数放大器的限幅整流连接电路


[0001]本专利技术属于集成电路领域，特别涉及一种适用于大动态范围对数放大器的限幅整流连接电路
。

技术介绍

[0002]现有的大动态范围对数放大器主要结构如图1所示，采用六级限幅放大器串联，并在每一级限幅放大器输出端接一级整流器；然后对整流器输出电流求和，并通过跨阻输出级将求和后的整流电流转换为输出电压，从而得到输出电压与输入功率的线性关系
。
[0003]在大动态范围对数放大器中，限幅放大器与整流器的连接结构如图2所示，
NPN
管
Q2
和
NPN
管
Q3
构成限幅放大器的差分输入对管，
NPN
管
Q2
和
NPN
管
Q3
的基极分别连接差模输入电压
id
的正端和负端，
NPN
管
Q2
和
NPN
管
Q3
的发射极与
NPN
管
Q1
的集电极连接，
NPN
管
Q1
的基极接偏置电压
V
BIAS1
，
NPN
管
Q1
的发射极与电阻
R1
的上端连接，电阻
R1
的下端接地，因此偏置电压
V
BIAS1
、NPN
管
Q1r/>和电阻
R1
组成了尾电流源
I
TAIL1
。NPN
管
Q2
的集电极接电阻
R4
的下端
、
电阻
R2
的左端和
NPN
管
Q5
的基极，且该连接点作为差模输出电压
V
od
的负相端；
NPN
管
Q3
的集电极接电阻
R5
的下端
、
电阻
R3
的右端和
NPN
管
Q4
的基极，且该连接点作为差模输出电压
V
od
的正相端
。
其中，电阻
R4
和电阻
R5
为限幅放大器的负载电阻，且上端均与电源
VCC
相连，同时两者阻值相同，将阻值大小记为
R
C
；电阻
R2
的右端接电阻
R3
的左端和
NPN
管
Q6
的基极，将连接点作为
V
od
的共模电压
V
CM1
输出端
。NPN
管
Q4、NPN
管
Q5
和
NPN
管
Q6
构成整流器的共发射极差分对结构，
NPN
管
Q4
和
NPN
管
Q5
的基极分别连接差模输入信号
V
ID
的正端和负端，此处所述差模输入信号
V
ID
也就是限幅放大器输出端产生的差模输出电压
V
od
，
NPN
管
Q6
的基极连接共模输入信号
V
CM1
，
NPN
管
Q4、NPN
管
Q5
和
NPN
管
Q6
的发射极与
NPN
管
Q7
的集电极连接，
NPN
管
Q7
的基极接偏置电压
V
BIAS2
，因此偏置电压
V
BIAS2
、NPN
管
Q7
和电阻
R6
组成了尾电流源
I
TAIL2
。NPN
管
Q4
的集电极产生电流
I1，
NPN
管
Q5
的集电极产生电流
I2，
NPN
管
Q6
的集电极产生电流
I3。
其中，限幅放大器中差模输出电压
V
od
与差模输入电压
V
id
的关系为：
[0004][0005]其中，整流器中强调
NPN
管
Q6
的发射极面积必须为
NPN
管
Q4
和
NPN
管
Q5
的2倍，则输出差分电流
△
I
与差模输入电压
V
ID
的关系为：
[0006][0007]△
I
表示整流器的输出差分电流，与差模输入电压
V
ID
呈近似指数关系，
V
T
为随温度变化的热电压
。
后续阶段所有整流器的输出差分电流之和通过跨阻输出级转换为输出电压
。
[0008]随着大动态范围对数放大器的动态范围越来越大，单级限幅放大器增益越来越高，带宽越来越小
。
在现有的大动态范围对数放大器架构中的限幅放大器串联级联链中，由于前级限幅放大器与后级限幅放大器和整流器直接耦合，后级的输入电阻与前级的输出电
阻的分压导致电路的动态范围在规定带宽下有所下降，电路稳定性降低
。
且整流器中要求
Q6
的发射极面积为
Q4
和
Q5
的2倍，会使整流器的输入电容较大，电路带宽较小，且版图面积较大，芯片成本较高
。

技术实现思路

[0009]为克服上述大动态范围对数放大器的动态范围在规定带宽下有所下降
、
电路稳定性降低
、
电路带宽较小以及芯片面积较大的缺点，本专利技术提出了适用于大动态范围对数放大器的限幅整流连接电路，通过在现有的限幅放大器接整流器电路中增加射随器作缓冲器，使得在不影响限幅放大器功能的情况下，改善动态范围降低
、
稳定性降低问题，通过调整射随器电流比例，使得在不影响整流器功能的情况下，减小了整流器输入管的面积，从而减小整流器的输入电容，增大电路带宽，减小芯片面积，节省成本
。
[0010]为达到上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]所述限幅整流连接电路包括基于射随器的限幅放大器和整流器；基于射随器的限幅放大器中设有连接点
A、
连接点
B
和连接点
C
；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种适用于大动态范围对数放大器的限幅整流连接电路，其特征在于，所述限幅整流连接电路包括基于射随器的限幅放大器和整流器；基于射随器的限幅放大器中设有连接点
A、
连接点
B
和连接点
C
；其中，连接点
A
与整流器的差模输入结构的负相输入端相连，连接点
B
与整流器的差模输入结构的正相输入端相连，连接点
C
与整流器的直流输入管的输入端相连
。2.
根据权利要求1所述的一种适用于大动态范围对数放大器的限幅整流连接电路，其特征在于，基于射随器的限幅放大器包括电阻
R7、
电阻
R8、
电阻
R9、
电阻
R10、
电阻
R11、
电阻
R12、
电阻
R13、
电阻
R14、NPN
管
Q8、NPN
管
Q9、NPN
管
Q10、NPN
管
Q11、NPN
管
Q12、NPN
管
Q13、NPN
管
Q14、NPN
管
Q15
和
NPN
管
Q16
，其中：
NPN
管
Q8
的基极
、NPN
管
Q9
的基极
、NPN
管
Q10
的基极和
NPN
管
Q11
的基极均连接偏置电压
V
BIAS3
；
NPN
管
Q8
的发射极连接电阻
R7
的一端，且电阻
R7
的另一端接地；
NPN
管
Q8
的集电极连接
NPN
管
Q12
的发射极和
NPN
管
Q13
的发射极；
NPN
管
Q9
的发射极连接电阻
R8
的一端，且电阻
R8
的另一端接地；
NPN
管
Q9
的集电极连接
NPN
管
Q14
的发射极，并记连接点
A
；
NPN
管
Q10
的发射极连接电阻
R9
的一端，且电阻
R9
的另一端接地；
NPN
管
Q10
的集电极连接
NPN
管
Q15
的发射极，并记连接点
B
；
NPN
管
Q11
的发射极连接电阻
R10
的一端，且电阻
R10
的另一端接地；
NPN
管
Q11
的集电极连接
NPN
管
Q16
的发射极，并记连接点
C
；
NPN
管
Q12
的基极连接差模输入电压
V
id
的正端；
NPN
管
Q12
的集电极连接电阻
R11
的一端
、
电阻
R13
的一端和
NPN
管
14
的基极，且为基于射随器的限幅放大器的差模输出电压
V
od
的负相端；
NPN
管
Q13
的基极连接差模输入电压
V
id
的负端；
NPN
管
Q13
的集电极连接电阻
...

【专利技术属性】
技术研发人员：周远杰，张键，黄治华，卢梦晨，何峥嵘，王国强，王成鹤，裴洪松，范国亮，杨阳，
申请(专利权)人：西安电子科技大学重庆集成电路创新研究院，
类型：发明
国别省市：