【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及信号处理，尤其涉及一种运算放大器以及可编程增益放大器。
技术介绍
1、模数转换器(analog to digital converter,adc)用于将模拟信号转换成数字信号，广泛运用于无线通信、高端测试设备、图像语音处理等领域。随着工艺和设计技术的发展，以及应用场景的扩展，对高精度adc的需求日益显著。相比较于传统的奈奎斯特型adc，sigma-delta adc使用过采样和噪声整形技术降低信号频带内的量化噪声功率，能够有效提升系统的信噪比。在高精度sigma-delta adc中，电路的转换精度取决于参考输入以及输入时钟频率，可编程增益放大器(pga,programmable gain amplifier)作为sigma-deltaadc调制器的前一级，需要将输入信号调整到适合a/d转换的最佳信号输入范围，以提高adc的系统精度。
2、在现有技术中，在pga的放大倍数一定的情况下，pga中的运算放大器增益越大，pga的误差越小，传输至adc的最佳信号的输入范围误差也会越小，相应的，adc的系统精度也会越高。
3、基于此，如何在提高运算放大器的增益的同时降低电路噪声以及功耗，就成了急需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种运算放大器以及可编程增益放大器，用于在提高运算放大器的增益的同时，降低电路噪声以及功耗。
2、第一方面，本专利技术提供一种运算放大器，包括依次电连接的第一级增益电路和第二级增益电路，第一级增
3、轨到轨输入子电路与增益自举子电路电连接，用于对初始输入信号进行调制处理后，向增益自举子电路提供宽摆幅的目标输入信号，其中，目标输入信号的频率高于初始输入信号的频率，且轨到轨输入子电路的跨导为恒定跨导。
4、增益自举子电路通过偏置子电路与电流复用输出子电路的控制端电连接，增益自举子电路用于对目标输入信号进行增益处理和还原处理，以在频域上将目标输入信号与噪声信号进行分离；偏置子电路，用于基于增益自举子电路的输出信号向电流复用输出子电路提供偏置电压，电流复用输出子电路，用于在偏置电压的驱动下，输出目标增益信号。
5、与现有技术相比，本专利技术通过第一级增益电路以及第二级增益电路分别对接收到的初始输入信号机进行放大，在第一级增益电路中，轨到轨输入子电路在接收到初始输入信号后，可以对初始输入信号进行调制处理，以向增益自举子电路提供宽摆幅的目标输入信号，使得调制之后的目标输入信号的频率更高，有利于与电路本身产生的噪声信号分离。且轨到轨输入子电路的跨导为恒定跨导，能够在宽共模范围内保持运算放大器的稳定性。增益自举子电路可以对目标输入信号进行增益处理和还原处理，从而在频域上将已经被调制到高频的目标输入信号与噪声信号进行分离，便于后续将噪声信号滤除，以减少电路噪声和失调电压。此外，增益自举子电路的输出端通过偏置子电路与电流复用输出子电路的控制端电连接，偏置子电路用于稳定第二级增益电路所需的偏置电压，电流复用输出子电路能够对相应的偏置电流进行复用，从而能够利用更低的电流消耗，实现了跨导增益的提高，最终输出更高增益的目标增益信号。
6、由此可知，本专利技术提供的运算放大器能够在提高运算放大器的增益的同时降低电路噪声以及功耗，继而提高可编程增益放大器的增益，最终提高模数转换器的系统精度。
7、第二方面，本专利技术还提供一种可编程增益放大器，包括第一方面提供的运算放大器。
8、与现有技术相比，本专利技术提供的可编程增益放大器的有益效果与上述技术方案所述运算放大器的有益效果相同，此处不做赘述。
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1.一种运算放大器，其特征在于，所述运算放大器包括依次电连接的第一级增益电路和第二级增益电路，所述第一级增益电路包括轨到轨输入子电路和增益自举子电路，所述第二级增益电路包括偏置子电路以及电流复用输出子电路，其中：
2.根据权利要求1所述的运算放大器，其特征在于，所述轨到轨输入子电路包括第一斩波模块、第一运算放大模块和第二运算放大模块，其中：
3.根据权利要求2所述的运算放大器，其特征在于，所述第一运算放大模块为NMOS输入对管，所述第二运算放大模块为PMOS输入对管；
4.根据权利要求2所述的运算放大器，其特征在于，所述增益自举子电路包括第一增益自举模块、第二增益自举模块、第二斩波模块、第三斩波模块、电流镜模块以及负载模块，其中：
5.根据权利要求4所述的运算放大器，其特征在于，所述电流镜模块包括第一负载管和第二负载管，所述第一负载管和所述第二负载管的栅极均与所述第一增益自举模块的输出端电连接，所述第一负载管和所述第二负载管的源极均与电源端电连接，所述第一负载管的漏极分别与所述第一增益自举模块的反相输入端以及所述第二斩波模块电连接，
6.根据权利要求1所述的运算放大器，其特征在于，所述偏置子电路包括偏置电压生成模块以及反馈模块，其中：
7.根据权利要求6所述的运算放大器，其特征在于，所述偏置电压生成模块包括第一P型晶体管、第二P型晶体管、第一N型晶体管和第二N型晶体管，其中：
8.根据权利要求6所述的运算放大器，其特征在于，所述电流复用输出子电路包括第三P型晶体管和第三N型晶体管，所述第三P型晶体管的栅极与所述反馈模块的同相输入端电连接，所述第三P型晶体管的源极与电源端电连接，所述第三P型晶体管的漏极与所述第三N型晶体管的漏极电连接，用于输出所述目标增益信号；
9.根据权利要求8所述的运算放大器，其特征在于，所述电流复用输出子电路还包括补偿模块，所述补偿模块的第一端与所述第三P型晶体管的栅极电连接，所述补偿模块的第二端与所述第三P型晶体管的漏极电连接。
10.一种可编程增益放大器，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的运算放大器。
...【技术特征摘要】
1.一种运算放大器，其特征在于，所述运算放大器包括依次电连接的第一级增益电路和第二级增益电路，所述第一级增益电路包括轨到轨输入子电路和增益自举子电路，所述第二级增益电路包括偏置子电路以及电流复用输出子电路，其中：
2.根据权利要求1所述的运算放大器，其特征在于，所述轨到轨输入子电路包括第一斩波模块、第一运算放大模块和第二运算放大模块，其中：
3.根据权利要求2所述的运算放大器，其特征在于，所述第一运算放大模块为nmos输入对管，所述第二运算放大模块为pmos输入对管；
4.根据权利要求2所述的运算放大器，其特征在于，所述增益自举子电路包括第一增益自举模块、第二增益自举模块、第二斩波模块、第三斩波模块、电流镜模块以及负载模块，其中：
5.根据权利要求4所述的运算放大器，其特征在于，所述电流镜模块包括第一负载管和第二负载管，所述第一负载管和所述第二负载管的栅极均与所述第一增益自举模块的输出端电连接，所述第一负载管和所述第二负载管的源极均与电源端电连接，所述第一负载管的漏极分别与所述第一增益自举模块的反相输入端以及所述第二斩...
【专利技术属性】
技术研发人员：聂勇，吴旦昱，郭轩，贾涵博，张育镇，王丹丹，刘新宇，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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