專利名稱：一種可編程增益放大器電路及實現方法
技術領域：
本發明涉及電路領域，特別是涉及一種可編程增益放大器電路及實現方法。
背景技術：
PGA(programmable gain amplifier，可編程增益放大器)是一種可以通過編程來實現增益可調節的放大器。目前在采用PGA的CMOS(互補金屬氧化物半導體)工藝中，通常設置有MUX (Multiplexer，多路開關)。圖1為多路開關的結構圖，如圖1所示，其由一個 PMOS (P溝道金屬氧化物半導體)開關101和一個NMOS (N溝道金屬氧化物半導體)開關102 組成，多路開關本身是具有電阻的。圖2為多路開關應用在PGA電路中的電路圖，如圖2所示，在CMOS信號通路上設置有多路開關201和可編程增益放大器202，多路開關201在信號通路上的導通電阻R’隨輸入信號Vin而變化，Vout/Vin = -R2/(R1+R’)，因此，由于多路開關201的影響，造成輸出信號Vout失真。盡管可以通過增大CMOS芯片中多路開關201的面積來減小導通電阻R’， 但是仍然不能完全消除由此帶來的影響，而且還會使芯片面積增加，成本上升。
發明內容
本發明的目的是提供一種可編程增益放大器電路及實現方法，能夠補償在PGA電路中MUX所產生的失真。為了實現上述目的，一方面，提供了一種可編程增益放大器電路，包括可編程增益放大器，其特征在于，在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設置有多路開關，在所述多路開關和所述可編程增益放大器之間還設置有失真抵消單元；所述失真抵消單元用于抵消所述多路開關的開關電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。優選地，上述的電路中，所述失真抵消單元包括第一放大器和第二放大器；所述第一放大器的正向端接地，所述第一放大器的負向端通過第一電阻Rl連接所述多路開關，所述第一放大器的負向端和所述第一放大器的輸出端之間連接有第二電阻 R2 ；所述第二放大器的正向端接地，所述第二放大器的負向端通過第三電阻R3連接所述第一放大器的輸出端，所述第二放大器的負向端和所述第二放大器的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設置有第二開關；其中，Rl = R2 = R3 = R4，所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器。優選地，上述的電路中，所述可編程增益放大器包括第三放大器；所述第三放大器的正向端接地，所述第三放大器的負向端通過第五可變電阻R5 連接所述第二放大器的輸出端，所述第三放大器的負向端和所述第三放大器的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。
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優選地，上述的電路中，所述多路開關由PMOS開關和NMOS開關組成。優選地，上述的電路中，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器具有相同的電路結構。優選地，上述的電路中，所述可編程增益放大器電路為CMOS電路。為了實現上述目的，本發明還提供一種可編程增益放大器電路的實現方法，所述電路包括可編程增益放大器，所述方法包括在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設置多路開關，在所述多路開關和所述可編程增益放大器之間還設置失真抵消單元；通過所述失真抵消單元抵消所述多路開關的開關電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。優選地，上述的實現方法中，通過如下方式實現所述失真抵消單元所述失真抵消單元包括第一放大器和第二放大器；所述第一放大器的正向端接地，所述第一放大器的負向端通過第一電阻Rl連接所述多路開關，所述第一放大器的負向端和所述第一放大器的輸出端之間連接有第二電阻 R2 ；所述第二放大器的正向端接地，所述第二放大器的負向端通過第三電阻R3連接所述第一放大器的輸出端，所述第二放大器的負向端和所述第二放大器的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設置有第二開關；其中，Rl = R2 = R3 = R4，所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器。優選地，上述的實現方法中，通過如下方式實現所述可編程增益放大器所述可編程增益放大器包括第三放大器；所述第三放大器的正向端接地，所述第三放大器的負向端通過第五可變電阻R5 連接所述第二放大器的輸出端，所述第三放大器的負向端和所述第三放大器的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。優選地，上述的實現方法中，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器采用相同的電路結構。本發明至少存在以下技術效果1)通過失真抵消單元產生一個新的失真，補償MUX產生的失真，從而抵消MUX的影響，新的失真與MUX的失真完全相同，因此本發明比傳統方法能更有效，更徹底的減小失真。2)本發明實施例的可編程增益放大器的電路是在CMOS電路中實現的，并且通過使放大器A1、A2、A3采用完全相同的電路結構，易于在標準CMOS電路中實現。
圖1為多路開關的結構圖；圖2為多路開關應用在PGA電路中的電路圖；圖3為本發明實施例提供的可編程增益放大器電路的電路圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對具體實施例進行詳細描述。為了消除多路開關在PGA電路中引起的信號失真，本發明實施例提供一種可編程增益放大器的電路，圖3為其電路圖，如圖所示，其包括可編程增益放大器302，在所述可編程增益放大器302的信號輸入通路上設置有多路開關301，在所述多路開關301和所述可編程增益放大器302之間還設置有失真抵消單元303 ；所述失真抵消單元303用于抵消所述多路開關的開關電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。可見，本發明是新增加一個失真抵消單元，產生與多路開關相同的失真，并且用它補償多路開關的失真，從而消除多路開關所產生的影響。本發明另一實施例中，所述失真抵消單元包括第一放大器Al和第二放大器A2 ；所述第一放大器Al的正向端接地，所述第一放大器Al的負向端通過第一電阻Rl 連接所述多路開關，所述第一放大器Al的負向端和所述第一放大器Al的輸出端之間連接有第二電阻R2;所述第二放大器A2的正向端接地，所述第二放大器A2的負向端通過第三電阻R3 連接所述第一放大器Al的輸出端，所述第二放大器A3的負向端和所述第二放大器A2的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設置有第二開關Km ；所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器302。設定Rl = R2 = R3 =R4 = R0因此，第一放大器Al的輸出Voutl = -R/(R+R' )Vin ；第二放大器A2的輸出 Vout2 = -(R+R〃 )/R*Voutl ；其中R〃為Km的電阻，因為R'與R"相對于R很小，所以開關Kl與Km中的MOS管的Vgs相等，R'與R"相等，S卩Vout2 = Vin。Vout2是沒有失真的信號，從而輸入可編程增益放大器302的是沒有失真的信號，多路開關301的影響被抵消了。所述可編程增益放大器302包括第三放大器A3 ；所述第三放大器A3的正向端接地，所述第三放大器A3的負向端通過第五可變電阻R5連接所述第二放大器A2的輸出端，所述第三放大器A3的負向端和所述第三放大器A3 的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。從而通過第三放大器A3實現可編程增益放大器302 的功能。所述多路開關可以由PMOS開關和NMOS開關組成。所述可編程增益放大器電路為 CMOS電路。所述第一放大器Al、所述第二放大器A2和所述第三放大器A3具有相同的電路結構，易于在標準CMOS電路中實現。本發明實施例還提供一種可編程增益放大器電路的實現方法，所述電路包括可編程增益放大器，所述方法包括步驟一，在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設置多路開關，在所述多路開關和所述可編程增益放大器之間還設置失真抵消單元；步驟二，通過所述失真抵消單元抵消所述多路開關的開關電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。
可見，本發明方法實施例中，通過產生一個新的失真，補償MUX產生的失真，從而抵消MUX的影響，新的失真與MUX的失真完全相同，因此本發明比傳統方法能更有效，更徹底的減小失真。其中，通過如下方式實現所述失真抵消單元所述失真抵消單元包括第一放大器和第二放大器；所述第一放大器的正向端接地，所述第一放大器的負向端通過第一電阻Rl 連接所述多路開關，所述第一放大器的負向端和所述第一放大器的輸出端之間連接有第二電阻R2 ；所述第二放大器的正向端接地，所述第二放大器的負向端通過第三電阻R3連接所述第一放大器的輸出端，所述第二放大器的負向端和所述第二放大器的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設置有第二開關；其中，Rl =R2 = R3 = R4，所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器。其中，通過如下方式實現所述可編程增益放大器所述可編程增益放大器包括第三放大器；所述第三放大器的正向端接地，所述第三放大器的負向端通過第五可變電阻R5 連接所述第二放大器的輸出端，所述第三放大器的負向端和所述第三放大器的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。其中，所述第一放大器Al、所述第二放大器A2和所述第三放大器A3采用相同的電路結構，易于在標準CMOS電路中實現。由上可知，本發明實施例具有以下優勢1)通過失真抵消單元產生一個新的失真，補償MUX產生的失真，從而抵消MUX的影響，新的失真與MUX的失真完全相同，因此本發明比傳統方法能更有效，更徹底的減小失
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ο2)本發明實施例的可編程增益放大器的電路是在CMOS電路中實現的，并且通過使放大器A1、A2、A3采用完全相同的電路結構，易于在標準CMOS電路中實現。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種可編程增益放大器電路，包括可編程增益放大器，其特征在于，在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設置有多路開關，在所述多路開關和所述可編程增益放大器之間還設置有失真抵消單元；所述失真抵消單元用于抵消所述多路開關的開關電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。
2.根據權利要求1所述的可編程增益放大器電路，其特征在于，所述失真抵消單元包括第一放大器和第二放大器；所述第一放大器的正向端接地，所述第一放大器的負向端通過第一電阻Rl連接所述多路開關，所述第一放大器的負向端和所述第一放大器的輸出端之間連接有第二電阻R2 ；所述第二放大器的正向端接地，所述第二放大器的負向端通過第三電阻R3連接所述第一放大器的輸出端，所述第二放大器的負向端和所述第二放大器的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設置有第二開關；其中，Ri = R2 = R3 = R4，所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器。
3.根據權利要求2所述的可編程增益放大器電路，其特征在于，所述可編程增益放大器包括第三放大器；所述第三放大器的正向端接地，所述第三放大器的負向端通過第五可變電阻R5連接所述第二放大器的輸出端，所述第三放大器的負向端和所述第三放大器的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。
4.根據權利要求2所述的可編程增益放大器電路，其特征在于，所述多路開關由PMOS 開關和NMOS開關組成。
5.根據權利要求3所述的可編程增益放大器電路，其特征在于，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器具有相同的電路結構。
6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的可編程增益放大器電路，所述可編程增益放大器電路為CMOS電路。
7.一種可編程增益放大器電路的實現方法，所述電路包括可編程增益放大器，其特征在于，所述方法包括在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設置多路開關，在所述多路開關和所述可編程增益放大器之間還設置失真抵消單元；通過所述失真抵消單元抵消所述多路開關的開關電阻R'對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。
8.根據權利要求7所述的實現方法，其特征在于，通過如下方式實現所述失真抵消單元所述失真抵消單元包括第一放大器和第二放大器；所述第一放大器的正向端接地，所述第一放大器的負向端通過第一電阻Rl連接所述多路開關，所述第一放大器的負向端和所述第一放大器的輸出端之間連接有第二電阻R2 ；所述第二放大器的正向端接地，所述第二放大器的負向端通過第三電阻R3連接所述第一放大器的輸出端，所述第二放大器的負向端和所述第二放大器的輸出端之間連接有第四電阻R4，所述第四電阻R4和所述第二放大器的輸出端之間設置有第二開關；其中，R1 = R2 = R3 = R4，所述第二放大器的輸出端連接所述可編程增益放大器。
9.根據權利要求8所述的實現方法，其特征在于，通過如下方式實現所述可編程增益放大器所述可編程增益放大器包括第三放大器；所述第三放大器的正向端接地，所述第三放大器的負向端通過第五可變電阻R5連接所述第二放大器的輸出端，所述第三放大器的負向端和所述第三放大器的輸出端之間連接有第六可變電阻R6。
10.根據權利要求9所述的實現方法，其特征在于，所述第一放大器、所述第二放大器和所述第三放大器采用相同的電路結構。
全文摘要
本發明提供一種可編程增益放大器電路及實現方法，其中，可編程增益放大器電路包括可編程增益放大器，在所述可編程增益放大器的信號輸入通路上設置有多路開關，在所述多路開關和所述可編程增益放大器之間還設置有失真抵消單元；所述失真抵消單元用于抵消所述多路開關的開關電阻R′對所述可編程增益放大器的輸入信號Vin的影響。本發明能夠補償在PGA電路中MUX所產生的失真。
文檔編號H03G1/04GK102195580SQ20101012804
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月16日 優先權日2010年3月16日
發明者吳杰 申請人:北京中星微電子有限公司