[發明專利]采樣保持電路前端寬帶放大器

在審

• 申請號: 201711241479.8
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107896096A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 丁浩;李一虎;熊永忠
• 申請（專利權）人: 成都聚利中宇科技有限公司
• 主分類號: H03F1/42
• 分類號: H03F1/42;H03F3/45
• 代理公司: 成都市集智匯華知識產權代理事務所(普通合伙)51237
• 代理人: 李華,溫黎娟

技術領域

本發明涉及一種采樣保持電路，具體涉及一種采樣保持電路前端寬帶放大器。

背景技術

受通信高頻化和軟件無線電等技術的驅動，ADC(Analog to Digital Converter,模數轉換器)呈現向高速方向發展，THA(track-and-hold amplifier,采樣保持放大電路)作為ADC的前端，決定了ADC的最大帶寬和轉換速度。THA一般由輸入級、采樣開關和輸出級組成。為了實現高速高寬帶采樣，THA必須具有很寬的帶寬，因此對輸入級帶寬必然也有很高的要求。簡單的共射極/共集電極放大器(或共源/共漏放大器)不能滿足帶寬要求。在實際環境中，由于長距離傳輸對信號的衰減，THA接收到的信號功率已經變得很小。因此輸入級不僅要能處理大信號，還要能處理低幅度小信號。THA需要在前端放置寬帶放大電路，一方面提高輸入帶寬，另一方面提高輸入信號驅動能力，隔離前級電路對采樣電容的影響，從而提高采樣精度。此放大器帶寬越寬，系統響應越快，采樣速度就越快。

現有的技術方案普遍采用射極跟隨器或NMOS源極跟隨器作為輸入級，雖然這種結構滿足增益接近0dB的要求，但卻存在著無法覆蓋低直流偏置輸入的缺點。為節省芯片面積，集成電路中通常采用直流耦合，以避免使用隔直電容。這種情況下，輸入信號直流偏置電壓會影響放大器電路的工作狀態。在射極跟隨器中，基射極電壓V_BE需要大于閾值電壓V_TH，才能使晶體管正常工作。同理，在NMOS源極跟隨器中，柵源電壓V_GS需要大于閾值電壓V_TH，NMOS管才能正常工作。因此，小于閾值電壓的信號無法被正常處理，造成采樣失真。此外，現有結構中采用的無源電感負載，會占用過多的芯片面積，增加成本。使用有源電感雖然減小了面積，但需要較大的偏置電流，造成功耗增加。

發明內容

有鑒于此，本申請提供一種采樣保持電路前端寬帶放大器，旨在解決直流耦合問題，使放大電路在低直流偏置輸入時仍能正常工作。同時不使用無源電感或有源電感實現帶寬擴展，不增加額外面積消耗，降低成本。

為解決以上技術問題，本發明提供的技術方案是一種采樣保持電路前端寬帶放大器，包括輸入放大器和帶寬放大器，所述輸入放大器和所述帶寬放大器均為差分電路結構，所述輸入放大器的正信號輸出端連接所述寬帶放大器的正信號輸入端，所述輸入放大器的負信號輸出端連接所述帶寬放大電路的負信號輸入端；

所述輸入放大器為PMOS源極跟隨器，包括：PMOS管Q1、Q2和Q3，電阻R1、R2、R3和R4，正信號輸入端，負信號輸入端，正信號輸出端，負信號輸出端，電源VCC，接地端GND，預設偏置電壓1，其中，

正信號輸入端連接Q1柵極，Q1漏極連接GND，Q1源極連接R1一端，R1另一端連接R3一端，R3另一端分別連接R4一端和Q3漏極，Q3源極連接VCC，Q3柵極連接預設偏置電壓1，負信號輸入端連接Q2柵極，Q2漏極連接GND，Q2源極連接R2一端，R2另一端連接R4另一端，正信號輸出端連接R1和R3之間電路，負信號輸出端連接R2和R4之間電路。

更優地，所述PMOS源極跟隨器的正信號輸入端設置有正輸入端匹配電阻，所述正輸入端匹配電阻一端與正信號輸入端連接，另一端與GND連接；所述PMOS源極跟隨器的負信號輸入端設置有負輸入端匹配電阻，所述負輸入端匹配電阻一端與負信號輸入端連接，另一端與GND連接。

更優地，所述PMOS源極跟隨器的正信號輸入端還設置有正輸入端隔直電容，所述正輸入端隔直電容串聯在正信號輸入端；所述PMOS源極跟隨器的負信號輸入端還設置有負輸入端隔直電容，所述負輸入端隔直電容串聯在負信號輸入端。

更優地，所述帶寬放大器為Cherry-Hooper放大器，包括：NPN型三極管Q4、Q5、Q6、Q7、Q8和Q9，NMOS管Q10和Q11，電阻R5、R6、R7、R8、R9和R10，正信號輸入端，負信號輸入端，正信號輸出端，負信號輸出端，電源VCC，接地端GND，預設偏置電壓2和預設偏置電壓3，其中，

正信號輸入端連接Q4基極，Q4集電極分別連接Q6發射極和Q8基極，Q6集電極連接VCC，Q6基極分別連接R9一端和R7一端，R9另一端連接VCC，R7另一端連接R5一端，R5另一端連接Q8集電極，Q4發射極分別連接Q10漏極和Q5發射極，Q10源極連接GND，Q10柵極連接預設偏置電壓2；