[發明專利]帶溫度補償及自動衰減功能的位敏跨阻放大器

有效

• 申請號: 202011439266.8
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112583365B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 陳勇屹;范麟;賀旭東;余晉川;曹述佳;王皓嶙;譚棋心
• 申請（專利權）人: 重慶西南集成電路設計有限責任公司
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;H03F1/12;H03F1/02;H03F3/68;H03G3/30
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 盧玲

1.帶溫度補償及自動衰減功能的位敏跨阻放大器，包括IV轉換電路（1）、可變增益跨導電路（2）、檢波控制電路（3）、跨阻級電路（4）、輸出驅動電路（5）以及負溫電壓電路（6）和帶隙基準電路（7）；其特征在于：

所述IV轉換電路（1）用于將光生電流信號轉換為電壓信號，輸入到可變增益跨導電路（2），并將輸入端口最大電壓鉗位到位敏跨阻放大器電源電壓；

所述可變增益跨導電路（2）用于將所述IV轉換電路（1）輸出的電壓信號轉化為電流信號輸出到跨阻級電路（4）；并且所述可變增益跨導電路（2）的跨導大小與負溫電壓電路（6）輸出的控制電壓成正相關；同時，所述可變增益跨導電路（2）的跨導增益也受檢波控制電路（3）輸出的電平控制；所述可變增益跨導電路（2）包括第一、第二衰減電路（22、23）；

所述檢波控制電路（3）將位敏跨阻放大器輸出端（OUT）的電壓峰值與帶隙基準電路（7）提供的高電壓門限VTH和低電壓門限VTL進行比較，根據比較結果輸出控制電壓到可變增益跨導電路（2），以控制可變增益跨導電路（2）的跨導增益；具體為：當位敏跨阻放大器輸出端（OUT）的電壓峰值高于高電壓門限VTH或者小于低電壓門限VTL時，控制可變增益跨導電路（2）中的第一、第二衰減電路的控制電壓高低，從而對應開啟或關閉第一、第二衰減電路，從而實現位敏跨阻放大器的自動增益衰減；

所述跨阻級電路（4）受帶隙基準電路（7）輸出的基準電壓的控制，用于將所述可變增益跨導電路（2）輸出的電流信號轉化為電壓信號輸出到輸出驅動電路（5）；

所述輸出驅動電路（5）受帶隙基準電路（7）輸出的基準電壓的控制，用于為負載提供驅動信號；

所述帶隙基準電路（7）分別輸出基準電壓到跨阻級電路（4）、輸出驅動電路（5）和檢波控制電路（3）。

2.根據權利要求1所述的帶溫度補償及自動衰減功能的位敏跨阻放大器，其特征在于：當位敏跨阻放大器輸出端（OUT）的電壓峰值高于高電壓門限VTH時，所述檢波控制電路（3）將輸入到第一衰減電路（22）的控制電壓A1置高，所述檢波控制電路（3）開啟第一衰減電路（22），再經過延時設定時間T1后，如果位敏跨阻放大器輸出端（OUT）的電壓峰值仍高于高電壓門限VTH，開啟第二衰減電路（23）；

當第一、第二衰減電路（22、23）均開啟后，如果位敏跨阻放大器輸出端（OUT）的電壓峰值小于低電壓門限VTL，所述檢波控制電路（3）將輸入到第二衰減電路（23）的控制電壓A2置低，關閉第二衰減電路（23）；再經過延時設定時間T2后，如果位敏跨阻放大器輸出端（OUT）的電壓峰值仍低于低電壓門限VTL，所述檢波控制電路（3）將輸入到第一衰減電路（22）的控制電壓A1置低，關閉第一衰減電路（22）。

3.根據權利要求2所述的帶溫度補償及自動衰減功能的位敏跨阻放大器，其特征在于：所述第一衰減電路（22）包括第一、第二電容（C1、C2）、第二、第三開關管（M2、M3）；當所述檢波控制電路（3）輸入到第一衰減電路（22）的控制電壓A1為低電平時，第二開關管（M2）開啟，第三開關管（M3）關閉，第一、第二電容（C1、C2）并聯為交流耦合輸入端電容；當所述檢波控制電路（3）輸入到第一衰減電路（22）的控制電壓A1為高電平時，第二開關管（M2）關閉，第三開關管（M3）開啟，第一、第二電容（C1、C2）串聯為電容衰減網絡。

4.根據權利要求1所述的帶溫度補償及自動衰減功能的位敏跨阻放大器，其特征在于：所述可變增益跨導電路（2）包括電壓控制跨導可調電路（24），所述電壓控制跨導可調電路（24）包括第六MOS管（M6）、源極負反饋網絡（R7、C5）和跨導調整對管（M7、M8）；所述第六MOS管（M6）柵極接收的電壓信號經過源極負反饋網絡（R7、C5），將電壓信號轉換為電流信號由第六MOS管（M6）漏極輸出，跨導調整對管（M7、M8）分別接收負溫電壓電路（6）輸出的控制電壓和參考電壓，當負溫電壓電路（6）輸出的控制電壓上升，跨導變大，當負溫電壓電路（6）輸出的控制電壓降低，跨導變小。

5.根據權利要求1所述的帶溫度補償及自動衰減功能的位敏跨阻放大器，其特征在于：所述檢波控制電路（3）包括峰值檢測電路（31）、比較器一（32）、比較器二（33）、時序控制電路（34）和邏輯驅動電路（35）；

所述峰值檢測電路（31）將位敏跨阻放大器輸出端（OUT）的電壓峰值進行濾波處理后，輸出到比較器一（32）和比較器二（33）；

所述比較器一（32）將所述峰值檢測電路（31）輸出的信號與高電壓門限VTH進行比較，輸出控制信號到時序控制電路；

所述比較器二（33）將所述峰值檢測電路（31）輸出的信號與低電壓門限VTL進行比較，輸出控制信號到時序控制電路；

時序控制電路（34）對收到的信號進行邏輯處理后，通過邏輯驅動電路（35）輸出控制電壓到可變增益跨導電路（2）。