[發明專利]雙環路跨阻放大器

在審

• 申請號: 202011106669.0
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112202410A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 劉帥;譚榮清
• 申請（專利權）人: 中國科學院空天信息創新研究院
• 主分類號: H03F1/42
• 分類號: H03F1/42;H03F1/26;H03F1/02;H03F1/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉歌

本公開提供一種雙環路跨阻放大器，包括：電流信號輸入端；放大器組，連接所述電流信號輸入端，包括依次相連第一級放大器和第二級放大器；反饋電阻，其兩端分別連接所述第一級放大器的輸入端和輸出端，形成電阻負反饋環路；反饋電容，其一端連接所述第二級放大器的輸出端后連接至雙環路跨阻放大器的電壓信號輸出端，另一端連接所述第一級放大器的輸入端，形成電容正反饋環路，其與電阻負反饋環路共享第一級放大器，構成嵌套式雙環路跨阻放大器。

技術領域

本公開涉及光電探測技術領域，尤其涉及一種雙環路跨阻放大器，用于光電信號前端信號處理。

背景技術

跨阻放大器廣泛應用于光電探測領域，具體應用行業包括光纖通信、激光測距、激光制導等，其功能為微弱光電信號的檢測及放大處理。跨阻放大器主要兩種結構：電阻反饋型跨阻放大器和調節共柵型跨阻放大器。電阻反饋型跨阻放大器可以實現較低噪聲，但其帶寬、噪聲等參數對輸入寄生參數較為敏感，電路通用性較低，且帶寬嚴格受限；調節共柵型跨阻放大器對輸入寄生參數的影響不敏感，通用性較高，但共柵型結構的引入惡化了噪聲。

由此，如何解決上述問題是一個亟需解決的問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

基于上述問題，本公開提供了一種雙環路跨阻放大器，以緩解現有技術中跨阻放大器帶寬噪聲等參數受限，且對電路輸入寄生參數較敏感等技術問題。

(二)技術方案

本公開提供一種雙環路跨阻放大器，包括：電流信號輸入端；放大器組，連接所述電流信號輸入端，包括依次相連第一級放大器和第二級放大器；反饋電阻，其兩端分別連接所述第一級放大器的輸入端和輸出端，形成電阻負反饋環路；反饋電容，其一端連接所述第二級放大器的輸出端后連接至雙環路跨阻放大器的電壓信號輸出端，另一端連接所述第一級放大器的輸入端，形成電容正反饋環路，其與電阻負反饋環路共享第一級放大器，構成嵌套式雙環路跨阻放大器。

在本公開實施例中，所述第一級放大器或第二級放大器為MOS管和/或三極管與電阻、電容、電感中任意一個或多個的組合。

在本公開實施例中，所述第一級放大器或第二級放大器采用單端或差分結構。

在本公開實施例中，所述反饋電阻類型包括固定電阻，可變電阻，數控電阻。

在本公開實施例中，所述的雙環路跨阻放大器，包括2個反饋電阻，每個反饋電阻的兩端分別連接所述第一級放大器的輸入端和輸出端，形成差分結構的電阻負反饋環路。

在本公開實施例中，所述的雙環路跨阻放大器，包括2個反饋電容，每個反饋電容的一端連接所述第二級放大器的輸出端后連接至雙環路跨阻放大器的電壓信號輸出端，另一端連接所述第一級放大器的輸入端，形成差分結構的電容正反饋環路。

在本公開實施例中，電容正反饋環路中放大器組等效增益：

G₀＝G₁G₂；

其中，G₁為電阻負反饋環路中第一級放大器增益，G₂為電容正反饋環路中第二級放大器增益。

在本公開實施例中，電容正反饋環路中反饋電容C_f根據米勒效應可以等效為電流輸入端和電壓輸出端兩個等效電容，其中：

C_IIP≈-G₀C_f；

C_VOP≈C_f；

雙環路跨阻放大器帶寬公式；