[發(fā)明專利]一種模擬平方電路

有效

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• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN102983853A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設計）人: 李澤宏;曾智;蔣匯;劉廣濤;吳明進;張仁輝
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03K19/094
• 分類號: H03K19/094
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德

技術領域

本發(fā)明涉及模擬集成電路，特別涉及一種輸出電壓為輸入電壓平方的模擬電路。

背景技術

目前，在各種模擬運算電路中，所采取的方式通常是將兩個相同的電壓信號輸入希爾伯特單元，由它得到一個類似平方的輸出信號。該輸出信號是把電壓函數進行泰勒級數展開后，只保留展開式的一階項而得到的近似值。這種處理方式精度不高（存在2%～5%的誤差），而且希爾伯特單元類似共源共柵結構，比簡單的差動放大器消耗更多的電壓余度，其最小輸出電壓為過驅動電壓V_ov的兩倍因而不適用于低壓應用。近幾年也出現過一些精度較高的板級的模擬平方電路，但是這種電路板結構的平方電路，所用到的一些元件難以集成，且體積大，功耗大，限制了其更近一步的應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題，就是提供一種模擬平方電路，提高輸出電壓精度，而且既便于集成，也能夠適用于低電壓應用環(huán)境。

本發(fā)明解決所述技術問題，采用的技術方案是，一種模擬平方電路，包括電平位移模塊，減法器模塊、場效應晶體管、電流鏡模塊和輸出電阻；

所述電平位移模塊與輸入電壓V_in連接，根據所述輸入電壓V_in產生第一輸出電壓V_out1和第二輸出電壓V_out2；

所述減法器模塊與電平位移模塊連接，對其輸出的第一輸出電壓V_out1和第二輸出電壓V_out2進行減法運算，產生輸出電壓V_out；

所述場效應晶體管工作在飽和狀態(tài)，用于根據所述減法器模塊輸出電壓V_out產生漏極電流I_D，參數α由場效應晶體管參數決定；

所述電流鏡模塊輸出端與輸出電阻連接，其輸出電流流過所述輸出電阻，形成對地電壓V_o，Vo=Vin2;]]>

所述輸出電阻連接在所述電流鏡輸出端和地之間。

具體的，所述參數其中，為所述場效應晶體管溝道寬長比，μ_n為載流子遷移率，C_ox為柵絕緣層單位面積電容。

進一步的，所述電流鏡模塊包括高精度電流鏡。

進一步的，所述減法器模塊包括電壓跟隨器和跨導運算放大器。

具體的，所述電壓跟隨器由高擺幅大增益運算放大器構成。

進一步的，所述模擬平方電路通過集成電路工藝制作在基片上。

進一步的，所述基片上還集成有其他功能電路。

本發(fā)明的有益效果是，輸出電壓為輸入電壓的高精度平方值，電路結構簡單，損耗低、效率高。可以適用于低電壓環(huán)境，能在直流或者交流電壓輸入情況下工作，可很好地進行單片集成。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是實施例的電平位移模塊電路結構示意圖；

圖3是跨導放大器電路結構示意圖；

圖4高精度電流源電路結構示意圖；

圖5是本發(fā)明的模擬平方電路仿真效果圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例，詳細描述本發(fā)明的技術方案。

本發(fā)明的模擬平方電路包括電平位移模塊111，減法器模塊100、場效應晶體管103、電流鏡模塊102和輸出電阻101，如圖1所示。

電平位移模塊111輸入端與輸入電壓V_in連接，根據輸入電壓V_in產生兩個輸出電壓，第一輸出電壓命名為V_out1，第二輸出電壓命名為V_out2。V_out1和V_out2分別作為減法器模塊100的輸入信號。

減法器模塊100與電平位移模塊111連接，對其輸出的第一輸出電壓V_out1和第二輸出電壓V_out2進行減法運算，產生輸出電壓V_out，即：V_out=V_out1-V_out2。