一種低通濾波的可變增益儀表放大器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種低通濾波的可變增益儀表放大器，包括一對差分放大器與電阻電容組成的第一級偽差分低通濾波可變增益放大器，以及一個由全差分運算放大器與電阻電容組成的第二級全差分低通濾波可變增益放大器。本發明的一種低通濾波的可變增益儀表放大器，在傳統可變增益放大器的基礎上，通過增加跨接電容對，來達到在功耗維持不變的情況下，實現低通濾波功能，從而省去級聯的低通濾波器，降低了芯片整體功耗且提高了芯片的集成度。
【專利說明】
一種低通濾波的可變増益儀表放大器
技術領域
[0001]本發明涉及儀表放大器技術領域，具體是一種低通濾波的可變增益儀表放大器。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展和進步，無線傳輸技術得到了越來越廣泛的應用，射頻接收機是無線傳輸技術的核心，也是近年來的研究熱點。在射頻接收機鏈路中，可變增益放大器電路和低通濾波器電路都是重要的組成部分，可變增益放大器電路的功能就是根據輸入信號幅度大小的不同，改變接收機鏈路的增益，從而避免接收機輸出信號幅度過小或者飽和。而低通濾波器電路的功能就是在保留信號的同時濾除高頻噪聲，從而優化接收機通路的信噪比。
[0003]傳統的可變增益放大器電路如圖1所示，其增益與電阻比例有關，通過改變可變電阻的阻值，來改變電阻的比例，從而調節了可變增益放大器的增益。為了優化接收機通路的信噪比，這種傳統的可變增益放大器往往會與低通濾波器電路級聯配合使用，這樣無論功耗還是面積，都會相對比較大。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種低通濾波的可變增益儀表放大器，以克服現有技術中存在的缺陷。
[0005]本發明的目的通過以下技術方案實現:
[0006]—種低通濾波的可變增益儀表放大器，它包括第一差分放大器A1、第二差分放大器如、第三差分放大器A3、第一電阻仏、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻取、第六電阻R6、第七電阻R?、第一電容&、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4,其中:
[0007]可變增益儀表放大器的正輸入信號為Vinp，負輸入信號為ViNN;正輸出信號為VciUTP,負輸出信號為Vqutn。其中可變增益儀表放大器正輸入信號Vinp與第一差分放大器Ai的正輸入端相連，可變增益儀表放大器負輸入信號Vinn與第二差分放大器A2的正輸入端相連，可變增益儀表放大器正輸出信號Vciutp與第三差分放大器A3的正輸出端相連，可變增益儀表放大器負輸出信號Vqutn與第三差分放大器A3的負輸出端相連。
[0008]第一電阻Ri的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器Ai的負輸入端與第一差分放大器Ai的輸出端相連，第二電阻R2的正輸入端與負輸入端分別與第二差分放大器A2的負輸入端與第二放大器A2的輸出端相連;第三電阻R3的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器AI的輸出端與第三差分放大器A 3的負輸入端相連，第四電阻R 4的正輸入端與負輸入端分別與第二差分放大器A2的輸出端與第三差分放大器A3的正輸入端相連;第五電阻R5的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的負輸入端與第三差分放大器A3的正輸出端相連，第六電阻R6的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的正輸入端與第三差分放大器A3的負輸出端相連;第七電阻R7的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器Al的負輸入端與第二差分放大器A2的負輸入端相連。
[0009]第一電容Cl的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器Al的負輸入端與第一差分放大器Ai的輸出端相連，第二電容C2的正輸入端與負輸入端分別與第二差分放大器A2的負輸入端與第二放大器A2的輸出端相連;第三電容C3的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的負輸入端與第三差分放大器A3的正輸出端相連，第四電容C4的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的正輸入端與第三差分放大器A3的負輸出端相連。
[0010]本發明的有益效果:
[0011](I)本發明的一種低通濾波的可變增益儀表放大器，在功耗維持不變的情況下，實現低通濾波功能，從而省去級聯的低通濾波器，降低了芯片的整體功耗。
[0012](2)本發明的一種低通濾波的可變增益儀表放大器，在功耗維持不變的情況下，實現低通濾波功能，從而省去級聯的低通濾波器，提高了芯片集成度。
【附圖說明】
[0013]圖1是傳統可變增益儀表放大器的電路圖。
[0014]圖2是本技術方案的可變增益儀表放大器電路圖。
[0015]圖3是本技術方案可變增益儀表放大器的輸出波特圖。
【具體實施方式】
[0016]以下結合具體實施例對本發明作進一步描述。
[0017]本發明的一種低通濾波的可變增益儀表放大器，包括一對差分放大器與電阻電容組成的第一級偽差分低通濾波可變增益放大器，以及一個由全差分運算放大器與電阻電容組成的第二級全差分低通濾波可變增益放大器。
[0018]具體的實施例中，結合圖2，它包括第一差分放大器^、第二差分放大器A2、第三差分放大器A3、第一電阻仏、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻抱、第六電阻R6、第七電阻R7、第一電容&、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4，其中:
[0019]可變增益儀表放大器的正輸入信號為Vinp，負輸入信號為Vinn;正輸出信號為VciUTP,負輸出信號為Vqutn。其中可變增益儀表放大器正輸入信號Vinp與第一差分放大器Ai的正輸入端相連，可變增益儀表放大器負輸入信號Vinn與第二差分放大器A2的正輸入端相連，可變增益儀表放大器正輸出信號Vciutp與第三差分放大器A3的正輸出端相連，可變增益儀表放大器負輸出信號Vqutn與第三差分放大器A3的負輸出端相連。
[°02°]第一電阻Ri的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器Al的負輸入端與第一差分放大器Ai的輸出端相連，第二電阻R2的正輸入端與負輸入端分別與第二差分放大器A2的負輸入端與第二放大器A2的輸出端相連;第三電阻R3的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器AI的輸出端與第三差分放大器A 3的負輸入端相連，第四電阻R 4的正輸入端與負輸入端分別與第二差分放大器A2的輸出端與第三差分放大器A3的正輸入端相連;第五電阻R5的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的負輸入端與第三差分放大器A3的正輸出端相連，第六電阻R6的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的正輸入端與第三差分放大器A3的負輸出端相連;第七電阻R7的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器Al的負輸入端與第二差分放大器A2的負輸入端相連。
[0021 ]第一電容Cl的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器Al的負輸入端與第一差分放大器Al的輸出端相連，第二電容C2的正輸入端與負輸入端分別與第二差分放大器A2的負輸入端與第二放大器A2的輸出端相連;第三電容C3的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的負輸入端與第三差分放大器A3的正輸出端相連，第四電容C4的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的正輸入端與第三差分放大器A3的負輸出端相連。
[0022]第一電容Cl與第一電阻R1、第七電阻R7形成一個零極點對，第二電容C2與第二電阻R2、第七電阻R7也形成一個相同的零極點對，并且零點頻率高于極點頻率，假設本發明的低通濾波的可變增益儀表放大器的第一級，即偽差分低通濾波可變增益放大器的增益為GidB，則高頻濾波最大值也SG1ClB，因此，設計可變增益放大器時，為了使上述零極點對有產生足夠的抑制，設定偽差分低通濾波可變增益放大器的最低增益為6dB。第二級全差分低通濾波可變增益放大器中，第三電容C3與第五電阻R5、第四電容C4與第六電阻R6形成極點，形成一階濾波特性。所以總的濾波特性為第一級偽差分低通濾波可變增益放大器的濾波特性與第二級全差分低通濾波可變增益放大器的濾波特性的疊加。
[0023]對于增益的切換，傳統的可變增益放大器電路通過改變第一電阻R1、第二電阻R2、第五電阻抱和第六電阻R6來實現增益的變換，但本發明的一種低通濾波的可變增益儀表放大器，由于第一電阻仏、第二電阻R2、第五電阻抱和第六電阻R6都決定了濾波極點的頻率，因此轉而通過改變第三電阻R3、第四電阻R4和第七電阻R7來實現增益的切換。
[0024]本發明的一種低通濾波的可變增益儀表放大器的輸出波特圖如圖3所示，從圖中可以看出，此可變增益儀表放大器的增益在頻率低于極點頻率的地方維持不變，在上述第一級偽差分低通濾波可變增益放大器的一對零極點對頻率之間，增益滾降大于20dB/dec;在頻率高于零點頻率的地方，增益滾降等于20dB/dec，形成低通濾波特性，并且近端濾波特性優于普通一階濾波器。
[0025]以上實施例僅用于說明本發明的技術方案，而非對本發明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和范圍。
【主權項】
1.一種低通濾波的可變增益儀表放大器，其特征在于它包括第一差分放大器^、第二差分放大器A2、第三差分放大器A3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻Rs、第六電阻R6、第七電阻R?、第一電容&、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4，其中: 可變增益儀表放大器的正輸入信號為Vinp，負輸入信號為Vinn ;正輸出信號為Vciutp，負輸出信號為Vciutn;其中可變增益儀表放大器正輸入信號Vinp與第一差分放大器Ai的正輸入端相連，可變增益儀表放大器負輸入信號Vinn與第二差分放大器A2的正輸入端相連，可變增益儀表放大器正輸出信號Vciutp與第三差分放大器A3的正輸出端相連，可變增益儀表放大器負輸出信號Vqutn與第三差分放大器A3的負輸出端相連； 第一電阻Ri的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器Ai的負輸入端與第一差分放大器AI的輸出端相連，第二電阻R 2的正輸入端與負輸入端分別與第二差分放大器A 2的負輸入端與第二放大器A2的輸出端相連;第三電阻R3的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器AI的輸出端與第三差分放大器A 3的負輸入端相連，第四電阻R4的正輸入端與負輸入端分別與第二差分放大器A2的輸出端與第三差分放大器A3的正輸入端相連;第五電阻R5的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的負輸入端與第三差分放大器A3的正輸出端相連，第六電阻R6的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的正輸入端與第三差分放大器A3的負輸出端相連;第七電阻R7的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器Al的負輸入端與第二差分放大器A2的負輸入端相連； 第一電容Cl的正輸入端與負輸入端分別與第一差分放大器Al的負輸入端與第一差分放大器Ai的輸出端相連，第二電容C2的正輸入端與負輸入端分別與第二差分放大器A2的負輸入端與第二放大器A2的輸出端相連;第三電容C3的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的負輸入端與第三差分放大器A3的正輸出端相連，第四電容C4的正輸入端與負輸入端分別與第三差分放大器A3的正輸入端與第三差分放大器A3的負輸出端相連。
【文檔編號】H03G3/30GK105897205SQ201610209591
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月6日
【發明人】趙寅升, 沈劍均
【申請人】江蘇星宇芯聯電子科技有限公司