[發(fā)明專利]一種高頻帶通前饋運算放大器電路及信號放大方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310105773.5 | 申請日： | 2023-02-13 |
| 公開（公告）號： | CN116317972A | 公開（公告）日： | 2023-06-23 |
| 發(fā)明（設計）人： | 張國和;張奇正;常科;王育新;徐代果 | 申請（專利權）人： | 西安交通大學;中國電子科技集團公司第二十四研究所 |
| 主分類號： | H03F1/26 | 分類號： | H03F1/26;H03F1/38 |
| 代理公司： | 西安通大專利代理有限責任公司 61200 | 代理人： | 房鑫 |
| 地址： | 710049 陜*** | 國省代碼： | 陜西;61 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 頻帶 通前饋 運算放大器 電路 信號 放大 方法 | ||
1.一種高頻帶通前饋運算放大器電路，其特征在于：包括Gm1a跨導放大器、Gm2a跨導放大器、Gm2b跨導放大器、Gm3a跨導放大器、Gm1c跨導放大器及Gm1d跨導放大器；
其中，由Gm1d跨導放大器構成一階增益路徑；由Gm1a跨導放大器、Gm2b跨導放大器以及Gm1c跨導放大器構成三階增益路徑；由Gm1a跨導放大器、Gm2a跨導放大器、Gm3a跨導放大器以及Gm1c跨導放大器構成四階增益路徑；
所述的三階增益路徑、四階增益路徑與一階增益路徑并聯(lián)連接；所述的Gm2b跨導放大器與Gm2a跨導放大器、Gm3a跨導放大器構成的二階通路并聯(lián)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的高頻帶通前饋運算放大器電路，其特征在于：
在Gm1a跨導放大器的輸出端設置第一共模反饋電路cmfb；
在Gm2a跨導放大器與Gm3a跨導放大器之間設置第二共模反饋電路cmfb；
在Gm2b跨導放大器以及Gm3a跨導放大器與Gm1c跨導放大器之間設置第三共模反饋電路cmfb；
在Gmld跨導放大器與Gm1c跨導放大器之間設置第四共模反饋電路cmfb。
3.根據(jù)權利要求1所述的高頻帶通前饋運算放大器電路，其特征在于：所述的Gm2a跨導放大器、Gm3a跨導放大器、Gm2b跨導放大器均為差動共源極結構。
4.根據(jù)權利要求1所述的高頻帶通前饋運算放大器電路，其特征在于：所述的Gm1c跨導放大器及Gm1d跨導放大器均采用由PMOS輸入對管組成的偽差分逆變器結構，跨導放大器輸入信號交流耦合到PMOS輸入對管，共模反饋電平直流耦合到PMOS輸入對管。
5.根據(jù)權利要求4所述的高頻帶通前饋運算放大器電路，其特征在于：所述的Gm1c跨導放大器及Gm1d跨導放大器均包括一組由M1管和M2管組成的第一輸入對管以及由M3管和M4管組成的第二輸入對管，其中，所述第一輸入對管的跨導值為104.13mS，所述第二輸入對管的跨導值為70.90mS。
6.根據(jù)權利要求1所述的高頻帶通前饋運算放大器電路，其特征在于：所述的Gm1a跨導放大器輸入信號直流耦合到由M1管和M2管組成的核心PMOS輸入對管，并添加中和電容器到M1管和M2管以減少輸入負載并提高中頻增益；Gm1a跨導放大器輸入信號與由M5管和M6管組成的NMOS輸入對管交流耦合；所述的Gm1a跨導放大器添加由M3管和M4管組成的共源共柵晶體管以減少M5管和M6管上的米勒效應并增大低頻增益。
7.根據(jù)權利要求6所述的高頻帶通前饋運算放大器電路，其特征在于，所述Gm1a跨導放大器的M1管和M2管的輸入對管跨導值為8.55mS；所述的Gm1a跨導放大器在超高頻處增益不低于0dB。
8.根據(jù)權利要求1所述的高頻帶通前饋運算放大器電路，其特征在于，增益按下式計算：
其中，s為頻率，gm1d為Gm1d跨導放大器輸入對管跨導，Cp1d為Gm1d跨導放大器輸出節(jié)點電容值，gm1a為Gm1a跨導放大器輸入對管跨導，gm2b為Gm2b跨導放大器輸入對管跨導，gm1c為Gm1c跨導放大器輸入對管跨導，Cp1a為Gm1a跨導放大器輸出節(jié)點電容值，Cp2b為Gm2b跨導放大器輸出節(jié)點電容值，Cp1c為Gm1c跨導放大器輸出節(jié)點電容值，gm2a為Gm2a跨導放大器輸入對管跨導，gm3a為Gm3a跨導放大器輸入對管跨導，Cp2a為Gm2a跨導放大器輸出節(jié)點電容值，Cp3a為Gm3a跨導放大器輸出節(jié)點電容值。
9.一種基于權利要求1所述高頻帶通前饋運算放大器電路的信號放大方法，其特征在于，包括以下步驟：
輸入信號首先進入Gm1a跨導放大器，在高頻增益不損失的情況下進行放大并提供給Gm2a跨導放大器與Gm2b跨導放大器；
通過Gm2b跨導放大器構成Gm2a跨導放大器與Gm3a跨導放大器的前饋路徑，并對Gm1a跨導放大器的輸出信號進行放大與相位補償；
Gm3a跨導放大器的輸出信號經(jīng)由Gm1c跨導放大器進行放大，提供整體電路的增益；
Gm1d跨導放大器構成四級跨導放大器的前饋路徑實現(xiàn)相位補償并提升驅(qū)動能力。
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