CN205160477U - 可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器。其目的是为了提供一种结构简单、具有良好高频性能的传输阻抗放大器。本实用新型包括恒流源、三个场效应晶体管和三个电阻，第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第一电阻、第二电阻和恒流源构成传统的传输阻抗放大器，第三场效应晶体管和第三电阻构成一个虚拟增益级。第三场效应晶体管中的电流极性与第一场效应晶体管中的电流极性相反，适当调节两场效应晶体管的大小，能够使两场效应晶体管中的电流满足幅度相同、相位相反的要求，使非理想参考地变成理想的虚拟参考地，消除非理想地对输出信号的影响。

Description

可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器

技术领域

本实用新型涉及一种放大器，特别是涉及一种可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器。

背景技术

放大器是一种增加信号幅度或者功率的装置，它是自动化技术工具中处理信号的重要元件。放大器的放大作用是采用输入信号控制能源来实现的，放大器所需功耗由能源提供。对于线性放大器，输出就是输入信号的复现和增强；对于非线性放大器，输出则与输入信号成一定函数关系。

而在现代光纤通信***中，普遍使用光电二极管级联传输阻抗放大器的结构作为光信号接收机的第一级输入，由于光电二极管的单端特性，决定了传输阻抗放大器必然是单端转差分的非对称结构。

在工程人员进行电路设计时，通常设定电路中的地为理想参考地，但在实际应用中由于打线以及其它因素的影响，尤其在频率超过1GHz以上的射频应用中，实际参考地远远偏离理想参考地。另一方面，由于传输阻抗放大器的单端结构和高增益，通常达若干千欧姆，输入信号往往首先耦合至非理想参考地，然后再通过非理想参考地耦合至放大器输出端，往往导致单端的传输阻抗放大器输入级的频响性能明显恶化，严重影响传输阻抗放大器的高频性能。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、构思巧妙、具有良好高频性能的可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器。

本实用新型可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器，其中，包括第一场效应晶体管、第二场效应晶体管、第三场效应晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和恒流源，第一场效应晶体管的栅极与电流输入端连接，第一场效应晶体管的源极接入理想零电势点，第一场效应晶体管的漏极与第一电阻的一端连接，第一电阻的另一端与电源连接，第二场效应晶体管的栅极连接至第一场效应晶体管的漏极，第二场效应晶体管的漏极与电源连接，第二场效应晶体管的源极与电压输出端连接，在电压输出端和理想零电势点之间还设置有恒流源，第三场效应晶体管的栅极与电压输出端连接，第三场效应晶体管的源极接入理想零电势点，第三场效应晶体管的漏极与第三电阻的一端连接，第三电阻的另一端与电源连接，电流输入端与电压输出端之间连接有第二电阻。

本实用新型可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器，其中所述恒流源的电流输入端与电压输出端连接，恒流源的电流输出端接入理想零电势点。

本实用新型可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器与现有技术不同之处在于：本实用新型在传统传输阻抗放大器的基础上添加了第三场效应晶体管和第三电阻，构成了一个虚拟的增益级，第三场效应晶体管的栅极与电压输出端连接，第一场效应晶体管的栅极与电流输入端连接，使第三场效应晶体管中的电流极性和第一场效应晶体管中的电流极性相反，通过调节第三场效应晶体管和第一场效应晶体管的大小，能够使第三场效应晶体管中的电流和第一场效应晶体管中的电流满足幅度相同、相位相反的要求，消除非理想参考地的影响，使非理想参考地变成理想的虚拟参考地，保证了传输阻抗放大器的高频性能不受影响。

下面结合附图对本实用新型可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器的电路结构图。

具体实施方式

如图1所示，为本实用新型可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器的电路结构图，包括第一场效应晶体管M1、第二场效应晶体管M2、第三场效应晶体管M3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和恒流源I1。第一场效应晶体管M1的栅极与电流输入端1连接，第一场效应晶体管M1的源极接入理想零电势点GND，第一场效应晶体管M1的漏极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与电源VCC连接。第二场效应晶体管M2的栅极与第一场效应晶体管M1的漏极和第一电阻R1之间的导线连接，第二场效应晶体管M2的漏极与电源VCC连接，第二场效应晶体管M2的源极与电压输出端2连接，在电压输出端2和理想零电势点GND之间还设置有恒流源I1，恒流源I1的电流输入端与电压输出端2连接，恒流源I1的电流输出端接入理想零电势点GND。第三场效应晶体管M3的栅极与电压输出端2连接，第三场效应晶体管M3的源极接入理想零电势点GND，第三场效应晶体管M3的漏极与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与电源VCC连接。在电流输入端1与电压输出端2之间还设置有第二电阻R2，电流输入端1和电压输出端2分别与第二电阻R2的两端连接。

本实用新型的一个实施例中所采用的恒流源I1还可以是其他可调电流源，如动态电流源。

本实用新型的工作原理为：第一场效应晶体管M1、第二场效应晶体管M2、第一电阻R1、第二电阻R2和恒流源I1的连接结构构成传统的传输阻抗放大器，第三场效应晶体管M3和第三电阻R3的连接结构构成了一个虚拟增益级，由于第三场效应晶体管M3的栅极与电压输出端连接，而第一场效应晶体管M1的栅极与电流输入端1连接，因此，第三场效应晶体管M3中的电流极性和第一场效应晶体管M1中的电流极性相反，适当调节第三场效应晶体管M3和第一场效应晶体管M1的大小，能够使第三场效应晶体管M3中的电流和第一场效应晶体管M1中的电流满足幅度相同、相位相反的要求，使非理想参考地变成理想的虚拟参考地，从而使输入信号直接耦合至放大器输出端。

本实用新型可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器，在传统传输阻抗放大器的基础上添加了第三场效应晶体管M3和第三电阻R3，构成了一个虚拟的增益级，第三场效应晶体管M3的栅极与电压输出端2连接，第一场效应晶体管M1的栅极与电流输入端1连接，使第三场效应晶体管M3中的电流极性和第一场效应晶体管M1中的电流极性相反，通过调节第三场效应晶体管M3和第一场效应晶体管M1的大小，能够使第三场效应晶体管M3中的电流和第一场效应晶体管M1中的电流满足幅度相同、相位相反的要求，消除非理想参考地的影响，使非理想参考地变成理想的虚拟参考地，保证了传输阻抗放大器的高频性能不受影响。本实用新型结构简单、构思巧妙，消除了非理想参考地对传输阻抗放大器的影响，与现有技术相比具有明显的优点。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器，其特征在于：包括第一场效应晶体管(M1)、第二场效应晶体管(M2)、第三场效应晶体管(M3)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和恒流源(I1)，第一场效应晶体管(M1)的栅极与电流输入端(1)连接，第一场效应晶体管(M1)的源极接入理想零电势点(GND)，第一场效应晶体管(M1)的漏极与第一电阻(R1)的一端连接，第一电阻(R1)的另一端与电源(VCC)连接，第二场效应晶体管(M2)的栅极连接至第一场效应晶体管(M1)的漏极，第二场效应晶体管(M2)的漏极与电源(VCC)连接，第二场效应晶体管(M2)的源极与电压输出端(2)连接，在电压输出端(2)和理想零电势点(GND)之间还设置有恒流源(I1)，第三场效应晶体管(M3)的栅极与电压输出端(2)连接，第三场效应晶体管(M3)的源极接入理想零电势点(GND)，第三场效应晶体管(M3)的漏极与第三电阻(R3)的一端连接，第三电阻(R3)的另一端与电源(VCC)连接，电流输入端(1)与电压输出端(2)之间连接有第二电阻(R2)。

2.根据权利要求1所述的可消除非理想参考地影响的传输阻抗放大器，其特征在于：所述恒流源(I1)的电流输入端与电压输出端(2)连接，恒流源(I1)的电流输出端接入理想零电势点(GND)。