CN110460316A - 可控增益放大器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可控增益放大器，包括放大电路和增益控制电路，所述放大电路包括放大器和一组分别设于所述放大器正输入端和负输入端的输入电阻电路，所述增益控制电路与一组所述输入电阻电路连接，增益控制电路用于同时控制放大器正输入端和负输入端的输入电阻电路中多级输入电阻的开断，从而控制放大器的放大倍数。本发明区别于传统的R‑2R网络的增益控制放大器，其设计具有高精度，易实现等特点，解决了放大电路中电阻误差大的问题，具有高精度可控特性。
Description
技术领域
本发明涉及放大器技术领域，特别是一种可控增益放大器。
背景技术
在集成电路设计中，可控增益放大器是应用最为广泛且要求高的一个模块。大多数多级放大器都会采用可控增益放大器电路作为中间放大器。虽然可控增益放大器设计复杂，但其能根据实际需求快速改变增益输出，而其它放大器只能进行固定放大，往往不能满足灵活多变的设计需求。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种可控增益放大器，本发明区别于传统的R-2R网络的增益控制放大器，其设计具有高精度，易实现等特点，解决了放大电路中电阻误差大的问题，具有高精度可控特性。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可控增益放大器，包括放大电路和增益控制电路，所述放大电路包括放大器和一组分别设于所述放大器正输入端和负输入端的输入电阻电路，所述增益控制电路与一组所述输入电阻电路连接，增益控制电路用于同时控制放大器正输入端和负输入端的输入电阻电路中多级输入电阻的开断，从而控制放大器的放大倍数。
作为一种优选的实施方式，一组所述输入电阻电路均包括多级输入电阻和多级MOS管，多级所述输入电阻依次串联，每一级输入电阻的输出端分别与每一级所述MOS管的漏极连接，多级MOS管的源极依次连接后与所述放大器的输入端连接，多级MOS管的栅极分别与所述增益控制电路连接，增益控制电路用于控制每一级MOS管的开断，从而控制多级输入电阻的导通个数，所述放大器的输出端与输入端之间还设有反馈电阻。
作为另一种优选的实施方式，所述增益控制电路包括多级比较器和依次串联到地的多级分压电阻，第一级分压电阻的输入端上连接有基准电压，每一级所述分压电阻的输出端分别与多级所述比较器的同一个输入端连接，多级比较器的另一个输入端上均连接有增益控制输入电压，每一级比较器的输出端分别与一组输入电阻电路中的同一级MOS管的栅极连接。
作为另一种优选的实施方式，所述增益控制电路还包括MODE控制端口，所述MODE控制端口用于将多级所述比较器的输出结果反向，通过输出高低电平的转化，实现正向和反向的选择输出。
本发明的有益效果是：本发明为了解决传统的R-2R网络的增益控制方法在电路设计领域中精度不够的问题，特别是针对特定的增益控制放大的情况中，其设计具有高精度，易实现等特点，解决了放大电路中电阻误差大的问题，本发明具有高精度可控特性，能准确的提供设计所需的可变增益模式。
附图说明
图1为本发明实施例可控增益放大器的电路***整体示意图；
图2为本发明实施例中包含49级输入电阻的输入电阻电路的电路原理图；
图3为本发明实施例中增益控制电路控制包含49级输入电阻的输入电阻电路的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
实施例
如图1-图3所示，一种可控增益放大器，包括放大电路和增益控制电路，所述放大电路包括放大器OP和一组分别设于所述放大器OP正输入端和负输入端的输入电阻电路，所述增益控制电路与一组所述输入电阻电路连接，增益控制电路用于同时控制放大器OP正输入端和负输入端的输入电阻电路中多级输入电阻的开断，从而控制放大器的放大倍数。
在本实施例中，一组所述输入电阻电路均包括多级输入电阻和多级MOS管，多级所述输入电阻依次串联，每一级输入电阻的输出端分别与每一级所述MOS管的漏极连接，多级MOS管的源极依次连接后与所述放大器的输入端连接，多级MOS管的栅极分别与所述增益控制电路连接，增益控制电路用于控制每一级MOS管的开断，从而控制多级输入电阻的导通个数，所述放大器OP的输出端与输入端之间还设有反馈电阻R反。
在本实施例中，所述增益控制电路包括多级比较器U和依次串联到地的多级分压电阻R，第一级分压电阻R的输入端上连接有基准电压V基，每一级所述分压电阻R的输出端分别与多级所述比较器U的同一个输入端连接，多级比较器U的另一个输入端上均连接有增益控制输入电压V控，每一级比较器U的输出端分别与一组输入电阻电路R中的同一级MOS管的栅极连接。
在本实施例中，所述增益控制电路还包括MODE控制端口，所述MODE控制端口用于将多级所述比较器U的输出结果反向，通过输出高低电平的转化，实现正向和反向的选择输出。
下面以包含49级输入电阻的可控增益放大器为例对本实施例的工作原理进行详细的说明：
再如图1所示，本实施例核心是增益控制电路和放大电路组成的可控增益放大***，其设计基于增益控制电路实现控制放大器OP的输入电阻R0-R48的大小，最终得到相应增益的放大电路。
再如图2所示，图2中左下角两路输入端，分别为基准电压V基和增益控制输入电压V控。基准电压V基采用电源端串联49组分压电阻R接地，使得流入到每个比较器U的电压都不一样，形成每组比较器U恒定的基准电压，增益控制电压V控通过输入不同的电压，最后经过49路比较器U进行比较，得到49组不同输出数字电平信号，最终控制放大电路的输入电阻R0-R48的开与断。其中，左下角的增益控制输入电压V控是在0到1V的范围，通过内部的放大器的放大作用，最终输出0到5V的输出电压，与比较器U的基准电压进行比较，输出数组电平信号。
如图2所示，在本实施例中左上角的微基准电流源是增益控制电路重要组成部分，其输入为电不受温度工艺影响的恒流源，通过内部镜像电路，输出49路的不受温度和工艺影响的电流，输出到每组比较器U中，最终提供其工作电压。
如图2所示，比较器U是对两个输入电压进行比较，根据比较结果输出高电平和低电平。本实施例的比较器U相对而言电路简单，不需要过于复杂的电路，就能得到输出稳定的电平信号，其相对反向比较器而言，受基准电压V基控制，电路更加精确。
如图2和图3所示，图2右下角是一个增益控制电压斜率反向电路，具体是通过输入的增益控制输入电压V控，通过比较器U比较后得到的49路输出信号，通过此电路可以将49路比较后的输出结果反向输出，通过添加一个MODE的控制端口，通过高低电平的转化，实现增益输入在0到5V范围内，反向成为5V到0的输出电压，最终提供给后续放大器反馈电路中的MOS管V1-V48的栅极，每个MOS管V1-V48对应了一个输入电阻R0-R48，最终通过开断控制相应输入电阻R0-R48接入输入端，最终实现放大器OP对应的放大功能。
如图3所示，本实施例的放大器OP输入端，由49组输入电阻R0-R48串联构成，每个输入电阻R0-R48都并联一个MOS管V1-V48，通过前期增益控制电路，输出一组49位电平信号分别控制MOS管V1-V48的栅极，控制输入电阻R0-R48导通个数，改变差分输入端的电压值。差分输入端VI N和VI P分别接入幅值相等，方向相反的小信号，通过某个MOS管V1-V48的开启，接入的阻值也不一样，其反馈电阻R反和输入的阻值比值也会发生改变，导致***的放大倍数也发生变化。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种可控增益放大器，其特征在于，包括放大电路和增益控制电路，所述放大电路包括放大器和一组分别设于所述放大器正输入端和负输入端的输入电阻电路，所述增益控制电路与一组所述输入电阻电路连接，增益控制电路用于同时控制放大器正输入端和负输入端的输入电阻电路中多级输入电阻的开断，从而控制放大器的放大倍数。
2.根据权利要求1所述的可控增益放大器，其特征在于，一组所述输入电阻电路均包括多级输入电阻和多级MOS管，多级所述输入电阻依次串联，每一级输入电阻的输出端分别与每一级所述MOS管的漏极连接，多级MOS管的源极依次连接后与所述放大器的输入端连接，多级MOS管的栅极分别与所述增益控制电路连接，增益控制电路用于控制每一级MOS管的开断，从而控制多级输入电阻的导通个数，所述放大器的输出端与输入端之间还设有反馈电阻。
3.根据权利要求2所述的可控增益放大器，其特征在于，所述增益控制电路包括多级比较器和依次串联到地的多级分压电阻，第一级分压电阻的输入端上连接有基准电压，每一级所述分压电阻的输出端分别与多级所述比较器的同一个输入端连接，多级比较器的另一个输入端上均连接有增益控制输入电压，每一级比较器的输出端分别与一组输入电阻电路中的同一级MOS管的栅极连接。
4.根据权利要求3所述的可控增益放大器，其特征在于，所述增益控制电路还包括MODE控制端口，所述MODE控制端口用于将多级所述比较器的输出结果反向，通过输出高低电平的转化，实现正向和反向的选择输出。
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Cited By (3)
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| CN112787611A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-11 | 四川长虹电器股份有限公司 | 可控增益放大器 |
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