[發明專利]一種連續可調分貝線性可變增益電路結構

有效

• 申請號: 201810220134.2
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108563274B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 魯征浩
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 32103 蘇州創元專利商標事務所有限公司
• 代理人: 范晴

本發明公開了一種連續可調分貝線性可變增益電路結構，包括：放大器核心電路、共模輸出偏置電路、指數比例電流產生電路、指數比例電流偏置電路；本發明提出的的連續可調的精確分貝線性可變增益放大結構，通過三組負反饋結構，兩組偏置復制結構和一個電流分流結構差分對的巧妙系統性設計，在一個電流舵結構的差分放大晶體管對中，在保證總電流不變即輸出共模電壓不變的情況下，簡單有效且精確的實現了一個隨著外加控制電壓線性變化而呈指數變化的晶體管溝道電流，該電流決定了該晶體管的跨導也隨著控制電壓線性變化而呈指數變化，進而實現了一個滿足分貝線性增益控制的連續可調可變增益放大器結構。

技術領域

本發明涉及增益放大器，特別涉及一種新型的連續可調分貝線性可變增益電路結構。

背景技術

可變增益放大電路廣泛應用于通信電路系統中，例如自動增益控制等，以提高系統的動態范圍。通常這種增益控制要求電路增益隨著線性控制電壓的變化而指數變化，即分貝線性(dB-Linear)變化。也就是說，控制電壓是線性的，而增益是分貝線性的(指數變化)。實現這一功能有兩大類方法，一類是基于離散的可編程分步數字增益控制機制，另一類是純模擬的連續可調增益控制機制。在很多應用中，要求采用純模擬的連續可調分貝線性控制以避免數字增益控制中所出現的毛刺現象。

純模擬的連續可調分貝線性連續增益電路主要有以下幾類實現方法，第一種是采用基于泰勒級數逼近的偽指數(pseudo-exponential)控制電路結構，這一種結構的缺點在于增益和電壓之間的指數關系精度不高；第二種則是精確的分貝線性控制電路，通常是以三級管為核心，通過一系列轉換電路以獲得大范圍的精確分貝線性增益控制關系，這一類電路應用范圍廣，但其難點在于大范圍的精確分貝線性增益控制電路的設計，通常此類電路的分貝線性控制結構極為復雜。

發明內容

為此本發明提出連續可調分貝線性控制線路，通過提出一種新型指數電流產生和復制結構，以達到簡化電路結構的目的。

本發明目的：在于提供一種新型的連續可調分貝線性可變增益電路結構，其電路結構簡單，且實現的放大電路還具有可以控制的恒定共模輸出電壓的優點。

為實現上述目的，本發明的采用如下技術方案：

一種連續可調分貝線性可變增益電路結構，包括：放大器核心電路、共模輸出偏置電路、指數比例電流產生電路、指數比例電流偏置電路；

所述放大器核心電路為差分對電流舵結構，包括場效應管M1、M2組成的差分對M₁/M₂、場效應管M3、M4組成的差分對M₃/M₄，一對差分負載電阻R₁/R₂，以及尾電流偏置晶體管M₁₃，輸入差分信號為V_IN+/V_IN-，分別連接差分對M₁/M₂的柵極，輸出差分信號為V_OUT+/V_OUT-，V_OUT+連接M₂/M₄的漏極，V_OUT-連接M₁/M₃的漏極，差分對M₁/M₂的漏極分別通過電阻R₁/R₂連接高電平VDD，兩對差分對M₁/M₂、M₃/M₄的源極分別連接到晶體管M₁₃的漏極，M₁₃的源極接地；

所述共模輸出偏置電路生成電壓V_B1加載在M₁₃柵極；