[發明專利]高精度模擬平方電路

有效

• 申請號: 201410370419.6
• 申請日: 2014-07-30
• 公開（公告）號: CN104184459B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 盛云;王升楊
• 申請（專利權）人: 蘇州納芯微電子有限公司
• 主分類號: H03K19/094
• 分類號: H03K19/094
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙)32257
• 代理人: 伍見

技術領域

本發明涉及一種高精度模擬平方電路。

背景技術

由于傳感器技術及其應用的快速發展，傳感器系統對傳感器的小型化以及輸出信號的噪聲及精度要求越來越高，傳感器本身的非線性引入的誤差越來越成為制約傳感器性能的關鍵。現有的模擬平方電路的所采用的辦法有三類。一是將吉爾伯特乘法器單元輸入短接，二是將對數-指數發生器構成的乘法器輸入短接構成平方電路，三是利用MOS管飽和區的電流與過飽和電壓存在的平方關系。這三類結構的缺點除了結構復雜，實現代價大以外，也存在著線性區間小，容易引入高階非線性量，同時平方項系數隨工藝及溫度等因素變化，很難準確控制，不適合實現對傳感器非線性的精確補償。

有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的電路，使其更具有產業上的利用價值。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種可以實現對傳感器二階非線性的快速精確補償的高精度模擬平方電路。

本發明的高精度模擬平方電路，包括：

電壓電流轉換電路，所述電壓電流轉換電路將輸入差分電壓轉換成差分電流輸出；

電流乘法器，所述電流乘法器與電壓電流轉換電路電性連接，所述電流乘法器對電壓電流轉換電路輸出的差分電流進行相乘輸出含平方項電流；

放大器，所述放大器與電流乘法器電性連接，所述放大器對電流乘法器所輸出的含平方項電流進行轉換后輸出放大電壓。

進一步的，所述電壓電流轉換電路包括：兩路源跟隨器、連接在兩路源跟隨器之間的電阻、與兩路源跟隨器連接以形成兩路源跟隨器反饋回路的第一差分對、以及構成第一差分對鏡像的第二差分對，所述第二差分對與電流乘法器連接以將差分電流傳輸給電流乘法器。

進一步的，所述兩路源跟隨器分別由第一絕緣柵型場效應管和第一恒流源、第二絕緣柵型場效應管和第二恒流源構成，所述第一絕緣柵型場效應管的柵極、第二絕緣柵型場效應管的柵極用以輸入輸入差分電壓。

進一步的，所述第一差分對由第三絕緣柵型場效應管、第四絕緣柵型場效應管以及第三恒流源組成，第一絕緣柵型場效應管、第二絕緣柵型場效應管的漏極則分別反饋至由第三絕緣柵型場效應管、第四絕緣柵型場效應管的柵極。

進一步的，所述第二差分對由第五絕緣柵型場效應管、第六絕緣柵型場效應管以及第四恒流源組成，其中，所述第五絕緣柵型場效應管的漏極、第六絕緣柵型場效應管的漏極作為所述電壓電流轉換電路的差分電流的輸出端以與電流乘法器連接。

進一步的，所述電流乘法器由第七絕緣柵型場效應管、第八絕緣柵型場效應管、第九絕緣柵型場效應管、第十絕緣柵型場效應管及上端絕緣柵型場效應管連接而成，其中，所述第七絕緣柵型場效應管、第八絕緣柵型場效應管、第九絕緣柵型場效應管、第十絕緣柵型場效應管均工作在亞閥值區，且具有相同的尺寸。

進一步的，所述第七絕緣柵型場效應管的柵極與所述第八絕緣柵型場效應管的柵極連接，所述第七絕緣柵型場效應管的源極接參數電壓、漏極作為電流乘法器的輸出端與放大器連接，所述第八絕緣柵型場效應管的柵極與漏極短接，所述第九絕緣柵型場效應管的柵極與所述第十絕緣柵型場效應管的柵極連接，所述第九絕緣柵型場效應管的源極與所述第八絕緣柵型場效應管的源極連接，所述第九絕緣柵型場效應管的漏極接第五恒流源、柵極與第十絕緣柵型場效應管的柵極連接，所述第十絕緣柵型場效應管的柵極與漏極短接、源極接參數電壓，所述上端絕緣柵型場效應管的柵極與第九絕緣柵型場效應管的漏極連接、源極懸空、漏極分別與第八絕緣柵型場效應管的源極、第九絕緣柵型場效應管的源極連接，所述第八絕緣柵型場效應管的漏極、第十絕緣柵型場效應管的漏極與電壓電流轉換電路的輸出連接。

借由上述方案，本發明至少具有以下優點：通過該高精度模擬平方電路可得到一個與輸入差分電壓成的平方關系的輸出信號，其平方項系數準確，調節方便，適合于對傳感器進行非線性的精確補償。

上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。

附圖說明

圖1是本發明的高精度模擬平方電路的模塊圖；

圖2是圖1中所示的電壓電流轉換電路的電路圖；

圖3是圖1中所示的電流乘法器的電路圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。