CN107357348B - 一种交流信号幅度精确控制电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交流信号幅度精确控制电路及方法，该控制电路包括：增益控制信号产生电路，用于产生稳定的增益控制信号；可变增益驱动电路，用于在该增益控制信号的控制信号的控制下将输入信号放大至设定值输出；控制信号控制电路，用于将该可变增益驱动电路输出的交流信号与一参考电压进行比较并产生一放电控制信号至该增益控制信号产生电路以控制该增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号，通过本发明，可以实现一种结构简单且能够自动调节并精确控制交流信号幅度的控制电路。

Description

一种交流信号幅度精确控制电路及方法

技术领域

本发明涉及一种控制电路及方法，特别是涉及一种交流信号幅度精确控制电路及方法。

背景技术

固定幅度的交流信号在现有的集成电路***中被广泛应用。然而由于集成电路中输入信号及其驱动电路本身会随着工艺角、温度和负载的变化而变化，输出信号的幅度是不确定的，在现有技术中，想要获得固定的输出信号幅度往往要使用微处理器和模数转换器，但这样不仅增加了***的复杂度,同时也增加了芯片面积。因此有必要提供一种结构简单且能够自动调节并精确控制交流信号幅度的控制电路。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种交流信号幅度精确控制电路及方法，以实现一种结构简单且能够自动调节并精确控制交流信号幅度的控制电路。

为达上述及其它目的，本发明提出一种交流信号幅度精确控制电路，包括：

增益控制信号产生电路，用于产生稳定的增益控制信号；

可变增益驱动电路，用于在该增益控制信号的控制信号的控制下将输入信号放大至设定值输出；

控制信号控制电路，用于将该可变增益驱动电路输出的交流信号与一参考电压进行比较并产生一放电控制信号至该增益控制信号产生电路以控制该增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号。

进一步地，该增益控制信号产生电路于***上电时产生一电压值较大的增益控制信号，在控制信号控制电路输出的放电控制信号作用下，逐渐降低该增益控制信号的电压直至保持一恒定电压。

进一步地，该增益控制信号产生电路包括一PMOS管、NMOS管、恒流源、电阻以及一电容，该PMOS管的源极连接电源，栅极连接复位信号，漏极连接该电阻的一端和该恒流源的一端，该电阻的另一端与该电容的一端连接该可变增益驱动电路的增益控制端以输出该增益控制信号，该恒流源的另一端连接该NMOS管的漏极，该NMOS管的源极和该电容的另一端接地，其栅极连接该控制信号控制电路。

进一步地，该可变增益驱动电路的增益与该增益控制信号幅度成正比，其输入接输入信号，其输出端连接至该控制信号控制电路。

进一步地，该控制信号控制电路包括一比较器，其一输入端连接该可变增益驱动电路的输出端，另一输入端连接该参考电压，其输出端连接该NMOS管的栅极。

进一步地，该控制信号控制电路的正输入端连接该可变增益驱动电路的输出端，负输入端连接该参考电压。

进一步地，该可变增益驱动电路还包括一隔直电容，该隔直电容一端连接该控制信号控制电路的正输入端，另一端连接该可变增益驱动电路的输出端。

进一步地，当***上电后，复位信号启动，其低电平使该PMOS管导通，该PMOS管导通将该增益控制信号的电压置到电源电压，此时该可变增益驱动电路的驱动能力最强，该可变增益驱动电路的输出信号经该隔直电容后与该参考电压进行比较，在信号幅度大于该参考电压时间段打开该NMOS管，该增益控制信号的电压逐渐降低，从而该可变增益驱动电路的输出电压幅度降低，如此反复直至输出幅度小于该参考电压后该NMOS管关闭，该增益控制信号保持一恒定电压，该可变增益驱动电路的输出电压保持恒定。

为达到上述目的，本发明还提供一种交流信号幅度精确控制方法，包括如下步骤：

步骤一，利用控制信号控制电路将可变增益驱动电路输出的交流信号与一参考电压进行比较并产生一放电控制信号至该增益控制信号产生电路以控制该增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号；

步骤二，利用增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号至可变增益驱动电路；

步骤三，利用可变增益驱动电路在增益控制信号的控制下将输入信号IN放大至设定值输出。

进一步地，于步骤一中，当***上电时，该增益控制信号产生电路输出的增益控制信号最大，其使可变增益驱动电路的驱动能力最强，该可变增益驱动电路的输出与参考电压经比较后产生的放电控制信号使增益控制信号逐渐降低，进而使增益控制信号保持一恒定电压。

与现有技术相比，本发明一种交流信号幅度精确控制电路及方法通过利用增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号，在增益控制信号的控制下利用可变增益驱动电路将其输入信号放大至设定值输出，并利用控制信号控制电路将可变增益驱动电路输出的交流信号与参考电压进行比较产生一放电控制信号至增益控制信号产生电路以控制该增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号，实现了一种结构简单且能够自动调节并精确控制交流信号幅度的控制电路。

附图说明

图1为本发明一种交流信号幅度精确控制电路的电路结构图；

图2为本发明一种交流信号幅度精确控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种交流信号幅度精确控制电路的电路结构图。如图1所示，本发明一种交流信号幅度精确控制电路，包括：增益控制信号产生电路10、可变增益驱动电路20以及控制信号控制电路30。

其中，增益控制信号产生电路10包括PMOS管P1、NMOS管N1、恒流源I1、电阻R1以及电容C1，用于产生稳定的增益控制信号Vctr；可变增益驱动电路20，其增益与增益控制信号Vctr幅度成正比，用于将输入信号IN放大至设定值；控制信号控制电路30，包括隔直电容C2和比较器CMP1，用于将可变增益驱动电路20输出的交流信号OUT与参考电压Vref进行比较并产生一放电控制信号Vdis至增益控制信号产生电路10。图中负载RL为***实际负载或后续电路形成的等效负载。

PMOS管P1的源极连接电源VCC，PMOS管P1的栅极连接复位信号Reset，PMOS管P1的漏极连接电阻R1的一端和恒流源I1的一端，电阻R1的另一端与电容C1的一端和可变增益驱动电路PGA1的增益控制端组成节点Vctr，恒流源I1的另一端连接NMOS管N1的漏极，NMOS管N1的源极和电容C1的另一端接地VSS，可变增益驱动电路PGA1的输入端连接输入信号IN，其输出端OUT连接至负载RL的一端和隔直电容C2的一端，隔直电容C2的另一端连接比较器CMP1的同相输入端，比较器CMP1的反相输入端连接参考电压Vref，比较器CMP1的输出端Vdis连接NMOS管N1的栅极，负载RL的另一端连接地VSS。

本发明的工作原理如下：***上电后，复位信号Reset启动，其低电平使PMOS管P1导通，PMOS管P1导通将电压Vctr(增益控制信号Vctr)置到电源电压VCC(此后PMOS1一直处于关闭状态)，此时驱动电路的驱动能力最强，故可变增益驱动电路的输出OUT此时输出幅度最大(必须保证此时输出信号幅度大于***所需信号幅度)，输出信号OUT经隔直电容C2后与参考电压Vref进行比较，在信号幅度大于Vref时间段打开NMOS管N1，电压Vctr逐渐降低，从而可变增益驱动电路PGA1的输出电压OUT幅度降低，如此反复直至输出幅度小于Vref后NMOS管N1关闭，增益控制信号Vctr保持一恒定电压，此时可变增益驱动电路PGA1的输出电压OUT保持恒定。在电容C1放电时，电阻R1和电容C1组成一低通滤波器，降低Vctr电压纹波。

图2为本发明一种交流信号幅度精确控制方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种交流信号幅度精确控制方法，包括如下步骤：

步骤201，利用控制信号控制电路将可变增益驱动电路输出的交流信号与参考电压Vref进行比较并产生一放电控制信号Vdis至增益控制信号产生电路以控制该增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号；

步骤202，利用增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号至可变增益驱动电路；

步骤203，利用可变增益驱动电路在增益控制信号的控制下将输入信号IN放大至设定值输出。

具体地，当***上电时，增益控制信号产生电路输出的增益控制信号最大，其使可变增益驱动电路的驱动能力最强，可变增益驱动电路的输出与参考电压Vref经比较器后产生的放电控制信号Vdis使增益控制信号逐渐降低，进而使增益控制信号保持一恒定电压，达到精确控制可变增益驱动电路的输出信号幅度的目的。

综上所述，本发明一种交流信号幅度精确控制电路及方法通过利用控制信号控制电路将可变增益驱动电路输出的交流信号与参考电压进行比较产生一放电控制信号至增益控制信号产生电路以控制该增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号，在增益控制信号的控制下利用可变增益驱动电路将其输入信号放大至设定值输出，实现了一种结构简单且能够自动调节并精确控制交流信号幅度的控制电路。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (8)

1.一种交流信号幅度精确控制电路，包括：

增益控制信号产生电路，用于产生稳定的增益控制信号,于***上电时产生一电压值大于一恒定电压的增益控制信号，在控制信号控制电路输出的放电控制信号作用下，逐渐降低该增益控制信号的电压直至保持该恒定电压；

可变增益驱动电路，用于在该增益控制信号产生电路产生的控制信号的控制下将输入信号放大至设定值输出；

控制信号控制电路，用于将该可变增益驱动电路输出的交流信号与一参考电压进行比较并产生一放电控制信号至该增益控制信号产生电路以控制该增益控制信号产生电路产生稳定的该增益控制信号。

2.如权利要求1所述的一种交流信号幅度精确控制电路，其特征在于：该增益控制信号产生电路包括一PMOS管、NMOS管、恒流源、电阻以及一电容，该PMOS管的源极连接电源，其栅极连接复位信号，漏极连接该电阻的一端和该恒流源的一端，该电阻的另一端与该电容的一端连接该可变增益驱动电路的增益控制端以输出该增益控制信号，该恒流源的另一端连接该NMOS管的漏极，该NMOS管的源极和该电容的另一端接地，其栅极连接该控制信号控制电路。

3.如权利要求2所述的一种交流信号幅度精确控制电路，其特征在于：该可变增益驱动电路的增益与该增益控制信号幅度成正比，其输入接输入信号，其输出端连接至该控制信号控制电路。

4.如权利要求3所述的一种交流信号幅度精确控制电路，其特征在于：该控制信号控制电路包括一比较器，其一输入端连接该可变增益驱动电路的输出端，另一输入端连接该参考电压，其输出端连接该NMOS管的栅极。

5.如权利要求4所述的一种交流信号幅度精确控制电路，其特征在于：该控制信号控制电路的正输入端连接该可变增益驱动电路的输出端，负输入端连接该参考电压。

6.如权利要求5所述的一种交流信号幅度精确控制电路，其特征在于：该可变增益驱动电路还包括一隔直电容，该隔直电容一端连接该控制信号控制电路的正输入端，另一端连接该可变增益驱动电路的输出端。

7.如权利要求6所述的一种交流信号幅度精确控制电路，其特征在于：当***上电后，复位信号启动，其低电平使该PMOS管导通，该PMOS管导通将该增益控制信号的电压置到电源电压，此时该可变增益驱动电路的驱动能力最强，该可变增益驱动电路的输出信号经该隔直电容后与该参考电压进行比较，在信号幅度大于该参考电压时间段打开该NMOS管，该增益控制信号的电压逐渐降低，从而该可变增益驱动电路的输出电压幅度降低，如此反复直至该可变增益驱动电路的输出电压幅度小于该参考电压后该NMOS管关闭，该增益控制信号保持一恒定电压，该可变增益驱动电路的输出电压保持恒定。

8.一种交流信号幅度精确控制方法，包括如下步骤：

步骤一，利用控制信号控制电路将可变增益驱动电路输出的交流信号与一参考电压进行比较并产生一放电控制信号至增益控制信号产生电路以控制该增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号，当***上电时，该增益控制信号产生电路输出的增益控制信号最大，其使可变增益驱动电路的驱动能力最强，该可变增益驱动电路的输出与参考电压经比较后产生的放电控制信号使增益控制信号逐渐降低，进而使增益控制信号保持一恒定电压；

步骤二，利用增益控制信号产生电路产生稳定的增益控制信号至可变增益驱动电路；

步骤三，利用可变增益驱动电路在增益控制信号的控制下将输入信号IN放大至设定值输出。