增益限幅电路制造技术

本发明专利技术提供了一种增益限幅电路由Ｎ个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接，第一增益级的差分输入作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出作为增益限幅电路的信号输出端，用于接收反馈的增益级还具有第二差分输入，第Ｋ级增益级的差分输出通过反馈环路反馈给接收反馈的第Ｍ级增益级的第二差分输入信号，Ｋ为１到Ｎ之间的任意整数，Ｍ小于等于Ｋ，且各个增益级仅被包含在一个反馈环路中。该增益限幅电路可以减少集成电路的芯片管脚及外围元件，适用于低压工作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及射频接收器信号处理技术，尤其是涉及放大中频信号、抑制直流和低频信号的增益限幅电路。
技术介绍
传统增益限幅电路结构，如图1所示，由若干个具有差分输入和差分输出的增益 级依次串联连接形成放大，其中第一级增益级具有两个差分输入，第一级增益级的第一个 差分输入作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出信号通过电阻反馈 给第一增益级的第二个差分输入，同时第一增益级的第二差分输入间连接旁路电容，形成 失调补偿。如图2所示的第一级增益级电路图以及如图3所示的除第一级以外的增益级电 路，各增益级的电路由NM0S构成。 采用传统的增益限幅电路，假设增益限幅电路的信号输入X(S)到信号输出Y(S) 的增益为72dB、高通-3dB带宽为160KHz、电阻值为1M欧姆，那么所需要的电容为4nF，所需 电容过大，不能集成到芯片中，需要增加集成电路的管脚和外围元件。 同时为了实现高增益，各增益级的负载M3、M4的栅源电压往往很大，通常为2VTH甚 至更高，其中^为阈值电压，如图9所示增益级的电源电压VDD要大于2V^+2V。s以上(约 3个V^以上)电路才能正常工作，其中V。s为漏源电压。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术的不足，提供可以减少集成电路的芯片管脚及外围元 件，适用于低压工作的增益限幅电路。 —种增益限幅电路由N个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接，第一增益级的差分输入作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出作为增益限幅电路的信号输出端，用于接收反馈的增益级还具有第二差分输入，第K级增益级的差分输出通过反馈环路反馈给接收反馈的第M级增益级的第二差分输入信号，K为1到N之间的任意整数，M小于等于K，且各个增益级仅被包含在一个反馈环路中。 其中，所述的反馈环路可以为RC低通滤波器。 其中，所述的反馈环路还可以为Gm-C低通滤波器。 其中，所述的反馈环路还可以为有源RC积分器。 其中，所述的反馈环路还可以为有源开关电容积分器。 其中，所述的增益级包括NMOS晶体管M1、M2，电阻R1、R2，电源VDD以及第一电流 源，其中NMOS晶体管M1、M2以及电阻Rl、 R2组成差分输入输出对，电阻Rl和电阻R2共同 连接到电源VDD， Ml和M2的源极连接第一电流源并接地。 其中，所述的增益级接受反馈还包括NMOS晶体管M3、M4、M3的栅极和M4的栅极作 为第二差分输入对，M3和M4的漏极连接到差分输出对，M3和M4的源极连接第二电流源并 接地。 以具有两个增益级的RC环路的增益限幅电路为例，假设增益限幅电路的信号输 入X(S)到信号输出Y(S)的增益为72dB，高通-3dB带宽为160KHz，电阻值为1M欧姆、且每 一增益级增益分别为36dB。那么每一级所需要的电容仅为32pF，电容可以集成在增益限幅 电路内部。 通过以上分析可见，本专利技术的有益效果是增益限幅电路内部采用多个增益反馈环 实现失调消除和抑制低频信号，减小反馈电路中的电容值，可以将电容集成在增益限幅电 路内部，减少了芯片管脚和外围元件数目。 同时本专利技术的增益限幅电路的增益级中用电阻R1、 R2取代传统增益级中的NM0S 管作为负载，减少电源VDD到输出端的压降，使得增益限幅电路更适合于低压工作的场合， 如可以适用于中频接收机。附图说明 图1传统增益限幅电路结构图 图2传统增益限幅电路的第一级增益级电路图 图3传统增益限幅电路的第一级增益级以外的增益级电路图 图4本专利技术RC低通滤波器反馈环路的增益限幅电路结构图 图5本专利技术具有Gm-C低通滤波器反馈环路的增益限幅电路结构图 图6本专利技术具有有源RC积分器反馈环路的增益限幅电路中增益级电路图 图7本专利技术增益限幅电路中的增益级电路图 图8本专利技术增益限幅电路中接受反馈的增益级电路图 图9传统增益限幅电路最小VDD电压说明图具体实施例方式以下结合附图对本
技术实现思路
进一步说明。 图4所示增益限幅电路由4个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接， 第一增益级的差分输入VIP1、 VIM1作为增益限幅电路的信号输入端X(S)，最后一级增益 级，即第4级，差分输出VOP、VOM作为增益限幅电路的信号输出端Y(S)，用于接收反馈的增 益级，即第一增益级、第二增益级还具有第二差分输入VIP2、 VIM2，第1级增益级的差分输 出V0P、V0M通过反馈环路反馈给接收反馈的第1级增益级的第二差分输入信号VIP2、VIM2， 第4级增益级的差分输出VOP、VOM通过反馈环路反馈给接收反馈的第2级增益级的第二差 分输入信号VIP2、VM2。 其中，所述的反馈环路可以为RC低通滤波器，如图4所示。 其中，所述的反馈环路还可以为Gm-C低通滤波器，如图5所示。 其中，所述的反馈环路还可以为有源RC积分器，如图6所示。 其中，所述的反馈环路还可以为有源开关电容积分器，开关电容积分器为有源RC 积分器的另外一种实现方式。 其中，所述的增益级，如图7所示，包括NMOS晶体管Ml、 M2，电阻Rl、 R2，电源VDD 以及第一电流源，其中NMOS晶体管M1、M2以及电阻R1、R2组成差分输入输出对，电阻R1和 电阻R2共同连接到电源VDD， Ml和M2的源极连接第一电流源并接地。 其中，所述的接受反馈的第一增益级和第二增益级还包括NM0S晶体管M3、 M4、 M3 的栅极和M4的栅极作为第二差分输入对，M3和M4的漏极连接到差分输出对，M3和M4的源 极连接第二电流源并接地。 应该理解到的是上述实施例只是对本专利技术的说明，而不是对本专利技术的限制，任何 不超出本专利技术实质精神范围内的专利技术创造修改、对电路的局部构造的变更、对元器件的类 型或型号的替换等其他非实质性的替换或修改，均落入本专利技术保护范围之内。权利要求一种增益限幅电路，其特征在于由N个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接，第一增益级的差分输入作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出作为增益限幅电路的信号输出端，用于接收反馈的增益级还具有第二差分输入，第K级增益级的差分输出通过反馈环路反馈给接收反馈的第M级增益级的第二差分输入信号，K为1到N之间的任意整数，M小于等于K，且各个增益级仅被包含在一个反馈环路中。2. 如权利要求1所述的增益限幅电路，其特征在于所述的反馈环路为RC低通滤波器。3. 如权利要求1所述的增益限幅电路，其特征在于所述的反馈环路为Gm-C低通滤波器。4. 如权利要求1所述的增益限幅电路，其特征在于所述的反馈环路为有源RC积分器。5. 如权利要求1所述的增益限幅电路，其特征在于所述的反馈环路为有源开关电容积分器。6. 如权利要求1所述的增益限幅电路，其特征在于所述的增益级包括NMOS晶体管Ml、M2，电阻R1、R2，电源VDD以及第一电流源，其中NM0S晶体管M1、M2以及电阻R1、R2组成差分输入输出对，电阻Rl和电阻R2共同连接到电源VDD， Ml和M2的源极连接第一电流源并接地。7. 如权利要求5所述的增益限幅电路，其特征在于接受反馈的增益级还包括NM0S晶体管M3、 M4、 M3的栅极和M4的栅极作为第二差分输入对，M3和M4的漏极连接到差分输出对，M3和M4的源极连接第二电流源并接地。全文摘要本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增益限幅电路，其特征在于由Ｎ个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接，第一增益级的差分输入作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出作为增益限幅电路的信号输出端，用于接收反馈的增益级还具有第二差分输入，第Ｋ级增益级的差分输出通过反馈环路反馈给接收反馈的第Ｍ级增益级的第二差分输入信号，Ｋ为１到Ｎ之间的任意整数，Ｍ小于等于Ｋ，且各个增益级仅被包含在一个反馈环路中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑泉智，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]