[發明專利]一種高增益精度可編程增益放大器

在審

• 申請號: 201410124331.6
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103916098A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 張長春;商龍;尹奎英;劉蕾蕾;郭宇鋒
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20;H03F1/02;H03F1/32
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

1.一種低功耗高精度的可編程增益放大器，其特征在于該放大器由一個閉環電阻負反饋結構的增益細調級和一個開環負載可變共源級放大器結構的增益粗調級級聯形成；該放大器電路有正、負兩路輸入、輸出，該兩路電路完全對稱設計；其中負輸入、輸出信號處理電路為：

所述的閉環電阻負反饋結構的增益細調級中，第十一開關（S11）的兩端分別接在信號負輸入端（Vin）與第一電阻（R1）之間，第一電阻（R1）的另一端接第一運算放大器（OP1）的反向輸入端，第一運算放大器（OP1）的正輸出端接第十二開關（S12），第十二開關（S12）的另一端是本級的輸出端；其中，在第一運算放大器（OP1）的輸入端與輸出端之間并聯連接6組由開關和電阻串聯組成的負反饋開關電阻網絡，第一組由第二一開關（S21）、第二電阻（R2）、第二二開關（S22）串聯組成；第二組由第三一開關（S31）、第三電阻（R3）、第三二開關（S32）串聯組成；第三組由第四一開關（S41）、第四電阻（R4）、第四二開關（S42）串聯組成；第四組由第五一開關（S51）、第五電阻（R5）、第五二開關（S52）串聯組成；第五組由第六一開關（S61）、第六電阻（R6）、第六二開關（S62）串聯組成；第六組由第七一開關（S71）、第七電阻（R7）、第七二開關（S72）串聯組成；反向第一開關的一端接在第十一開關（S11）與信號負輸入端（Vin）之間，另一端接在第十二開關（S12）與第八一開關（S81）之間；

所述的開環負載可變共源級放大器結構的增益粗調級中，第八一開關（S81）的兩端分別接在第十二開關（S12）和第二運算放大器（OP2）的反向輸入端之間，第二運算放大器（OP2）正輸出端接第八二開關（S82），第八二開關（S82）的另一端是本級放大器的信號負輸出端（Von）；反向第二開關的一端接在第十二開關（S12）與第八一開關（S81）之間，另一端接在第八二開關（S82）與信號負輸出端（Von）之間。

2.按照權利要求1所述的一種低功耗高精度的可編程增益放大器，其特征在于所述的開環負載可變共源級放大器結構的增益粗調級中，第二運算放大器（OP2）的正輸入端（Vi+）接第一NMOS管（NM1）的柵極，負輸入端（Vi-）接第二NMOS管（NM2）的柵極；第一NMOS管（NM1）的源極接第三NMOS管（NM3）的漏極，漏極接第二運算放大器（OP2）的負輸出端（Vo-）；第二NMOS管（NM2）的源極接第四NMOS管（NM4）的漏極，漏極接第二運算放大器（OP2）的正輸出端（Vo+）；第三NMOS管（NM3）的柵極與第四NMOS管（NM4）的柵極相連，源極與第四NMOS管（NM4）的源極相連接地；第一PMOS管（PM1）的柵極與第二PMOS管（PM2）的柵極相連，源極與第二PMOS管（PM2）的源極相連接電源，漏極與第一NMOS管（NM1）的漏極相連；第二PMOS管（PM2）的漏極與第二NMOS管（NM2）的漏極相連；第八電阻（R8）的一端接第一NMOS管（NM1）的源極，另一端接第二NMOS管（NM2）的源極；在第一PMOS管（PM1）的柵極和漏極之間串聯連接第九一開關（S91）和第十一電阻（R11）；在第九一開關（S91）的兩端之間串聯連接第一零一開關（S101）和第二一電阻（R21）；在第一零一開關（S101）的兩端之間串聯連接第二零一開關（S201）和第三一電阻（R31）；在第二零一開關（S201）的兩端之間串聯連接第三零一開關（S301）和第四一電阻（R41）；在第三零一開關（S301）的兩端之間串聯連接第四零一開關（S401）和第五一電阻（R51）；在第二PMOS管（PM2）的柵極和漏極之間串聯連接第九二開關（S92）和第十二電阻（R12）；在第九二開關（S92）的兩端之間串聯連接第一零二開關（S102）和第二二電阻（R22）；在第一零二開關（S102）的兩端之間串聯連接第二零二開關（S202）和第三二電阻（R32）；在第二零二開關（S202）的兩端之間串聯連接第三零二開關（S302）和第四二電阻（R42）；在第三零二開關（S302）的兩端之間串聯連接第四零二開關（S402）和第五二電阻（R52）。

3.按照權利要求1所述的一種低功耗高精度的可編程增益放大器，其特征在于所述的第十一開關（S11）至第四零二開關（S402）都采用CMOS傳輸門電路，低電平導通；所述的反向第一開關和反向第二開關都采用CMOS傳輸門電路，高電平導通。

4.按照權利要求1所述的一種低功耗高精度的可編程增益放大器，其特征在于所述的閉環電阻負反饋結構的增益細調級中，第一運算放大器（OP1）采用兩級全差分運算放大器加共模反饋結構。