鬼佬大哥大
  • / 9
  • 下載費用:30 金幣  

一種高帶外抑制的跨阻放大器.pdf

摘要
申請專利號:

CN201410153903.3

申請日:

2014.04.16

公開號:

CN105024662A

公開日:

2015.11.04

當前法律狀態:

駁回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的駁回IPC(主分類):H03F 3/45申請公布日:20151104|||實質審查的生效IPC(主分類):H03F 3/45申請日:20140416|||公開
IPC分類號: H03F3/45 主分類號: H03F3/45
申請人: 清華大學
發明人: 池保勇; 張欣旺; 張澤宏; 王志華
地址: 100084北京市海淀區清華園北京100084-82信箱
優先權:
專利代理機構: 北京路浩知識產權代理有限公司11002 代理人: 李迪
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201410153903.3

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.11.23|||2015.12.02|||2015.11.04

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的駁回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種高帶外抑制的跨阻放大器,適合于但不限于軟件無線電收發機中的下混頻器電路,包括第一差分運算放大器(101)、第二差分運算放大器(102)、電容(111、112、113、114、151、152)和電阻(121、122、131、132、141、142);將第一差分運算放大器的正相輸出端通過電阻與第二差分運算放大器的反相輸入端連接,第一差分運算放大器的反相輸出端通過電阻與第二差分運算放大器的正相輸入端連接;電容(151)的兩端連接第一差分運算放大器(101)的正相輸入端和反相輸入端,電容(152)的兩端連接第二差分運算放大器(102)的正相輸入端和反相輸入端;本發明通過在差分運算放大器(101,102)的輸入端分別加入電容,實現跨阻放大器的帶外抑制力的提高。

權利要求書

權利要求書
1.  一種高帶外抑制的跨阻放大器,其特征在于,包括:第一差分運算放大器(101)、第二差分運算放大器(102)、電容(111、112、113、114、151、152)和電阻(121、122、131、132、141、142);
所述第一差分運算放大器(101)的輸入端用于連接輸入信號源;所述第一差分運算放大器(101)的正相輸出端通過電阻(142)與所述第二差分運算放大器(102)的反相輸入端連接,所述第一差分運算放大器(101)的反相輸出端通過電阻(141)與所述第二差分運算放大器(102)的正相輸入端連接;
電容(151)的兩端連接所述第一差分運算放大器(101)的正相輸入端和反相輸入端,電容(152)的兩端連接所述第二差分運算放大器(102)的正相輸入端和反相輸入端;
電容(111)的兩端和電阻(121)的兩端分別連接所述第一差分運算放大器(101)的正相輸入端和反相輸出端,電容(112)的兩端和電阻(122)的兩端分別連接所述第一差分運算放大器(101)的反相輸入端和正相輸出端;
電容(113)的兩端連接所述第二差分運算放大器(102)的正相輸入端和反相輸出端,電容(114)的兩端連接所述第二差分運算放大器(102)的反相輸入端和正相輸出端;
電阻(131)的兩端連接所述第一差分運算放大器(101)的正相輸入端和所述第二差分運算放大器(102)的反相輸出端;
電阻(132)的兩端連接所述第一差分運算放大器(101)的反相輸入端和所述第二差分運算放大器(102)的正相輸出端。

2.  根據權利要求1所述的跨阻放大器,其特征在于,所述第一差分運算放大器(101)和第二差分運算放大器(102)為相同的運算放大器。

3.  根據權利要求2所述的跨阻放大器,其特征在于,所述第一 差分運算放大器(101)和第二差分運算放大器(102)為全差分運算放大器。

4.  根據權利要求1-3任一權利要求所述的跨阻放大器,其特征在于,所述電容(151)和電容(152)為相同的電容元件。

說明書

說明書一種高帶外抑制的跨阻放大器
技術領域
本發明涉及半導體集成電路設計技術領域,尤其涉及一種高帶外抑制的跨阻放大器。
背景技術
跨阻放大器(TIA)通常用于將輸入電流信號轉換為對應的輸出電壓信號。典型的TIA通常在從傳感器接收電流信號的系統中使用,從傳感器件輸出的電流信號由TIA接收,并轉換為可以被處理器處理的對應電壓信號。
除了應用于傳感器系統中以外,射頻接收機系統越來越多地使用跨阻放大器,主要的應用領域為下混頻器。目前無源下混頻器結構包括兩種:電壓型(無源電壓型混頻器+跨導放大器+跨阻放大器)和電流型(跨導放大器+無源電流型混頻器+跨阻放大器)。這兩種結構中都需要跨阻放大器將電流信號轉換為電壓信號。
傳統的跨阻放大器如圖1所示,當考慮差分運算放大器的有限低頻增益,帶寬和輸出驅動能力時,其零極點表達式為:
z1=ADCR1ro(R1C1+τ)---(1)]]>
z2=-(1τ+1R1C1)---(2)]]>
|z3,2|=ADCRFroτR2C2---(3)]]>
|p1,2|=1RFC1R2C2---(4)]]>
|p3,4|=ADC2RFR2τ2(RF+2ro)(ro+R2)---(5)]]>
根據零極點表達式可以發現,跨阻放大器為四極點和四零點系統,這將導致其帶外抑制力下降。
發明內容
(一)要解決的技術問題
本發明所要解決的技術問題是傳統的跨阻放大器帶外抑制力差的問題。
(二)技術方案
為此目的,本發明提出了一種高帶外抑制的跨阻放大器,具體包括:
第一差分運算放大器(101)、第二差分運算放大器(102)、電容(111、112、113、114、151、152)和電阻(121、122、131、132、141、142);
所述第一差分運算放大器(101)的輸入端用于連接輸入信號源;所述第一差分運算放大器(101)的正相輸出端通過電阻(142)與所述第二差分運算放大器(102)的反相輸入端連接,所述第一差分運算放大器(101)的反相輸出端通過電阻(141)與所述第二差分運算放大器(102)的正相輸入端連接;
電容(151)的兩端連接所述第一差分運算放大器(101)的正相輸入端和反相輸入端,電容(152)的兩端連接所述第二差分運算放大器(102)的正相輸入端和反相輸入端;
電容(111)的兩端和電阻(121)的兩端分別連接所述第一差分運算放大器(101)的正相輸入端和反相輸出端,電容(112)的兩端和電阻(122)的兩端分別連接所述第一差分運算放大器(101)的反相輸入端和正相輸出端;
電容(113)的兩端連接所述第二差分運算放大器(102)的正相輸入端和反相輸出端,電容(114)的兩端連接所述第二差分運算放大器(102)的反相輸入端和正相輸出端;
電阻(131)的兩端連接所述第一差分運算放大器(101)的正相輸入端和所述第二差分運算放大器(102)的反相輸出端;
電阻(132)的兩端連接所述第一差分運算放大器(101)的反相輸入端和所述第二差分運算放大器(102)的正相輸出端。
優選地,所述第一差分運算放大器(101)和第二差分運算放大器(102)為相同的運算放大器。
優選地,所述第一差分運算放大器(101)和第二差分運算放大器(102)為全差分運算放大器。
優選地,所述電容(151)和電容(152)為相同的電容元件。
(三)有益效果
本發明提出的一種高帶外抑制的跨阻放大器,通過在差分運算放大器的輸入端分別加入電容,實現跨阻放大器的帶外抑制力的提高。
附圖說明
通過參考附圖會更加清楚的理解本發明的特征和優點,附圖是示意性的而不應理解為對本發明進行任何限制,在附圖中:
圖1是傳統跨阻放大器的結構圖;
圖2是本發明一種高帶外抑制的跨阻放大器的結構圖;
圖3是本發明一種高帶外抑制的跨阻放大器小信號分析圖;
圖4是本發明一種高帶外抑制的跨阻放大器零極點分析圖;
圖5是本發明實施例中兩種跨阻放大器仿真結果對比示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例,對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明,但不用來限制本發明的范圍。
本發明提出了一種高帶外抑制的跨阻放大器,如圖2所示,具體包括:
第一差分運算放大器(101)、第二差分運算放大器(102)、電容(111、112、113、114、151、152)和電阻(121、122、131、132、 141、142);
所述第一差分運算放大器(101)的輸入端用于連接輸入信號源;所述第一差分運算放大器(101)的正相輸出端通過電阻(142)與所述第二差分運算放大器(102)的反相輸入端連接,所述第一差分運算放大器(101)的反相輸出端通過電阻(141)與所述第二差分運算放大器(102)的正相輸入端連接;
電容(151)的兩端連接所述第一差分運算放大器(101)的正相輸入端和反相輸入端,電容(152)的兩端連接所述第二差分運算放大器(102)的正相輸入端和反相輸入端;
電容(111)的兩端和電阻(121)的兩端分別連接所述第一差分運算放大器(101)的正相輸入端和反相輸出端,電容(112)的兩端和電阻(122)的兩端分別連接所述第一差分運算放大器(101)的反相輸入端和正相輸出端;
電容(113)的兩端連接所述第二差分運算放大器(102)的正相輸入端和反相輸出端,電容(114)的兩端連接所述第二差分運算放大器(102)的反相輸入端和正相輸出端;
電阻(131)的兩端連接所述第一差分運算放大器(101)的正相輸入端和所述第二差分運算放大器(102)的反相輸出端;
電阻(132)的兩端連接所述第一差分運算放大器(101)的反相輸入端和所述第二差分運算放大器(102)的正相輸出端。
其中,所述第一差分運算放大器(101)和第二差分運算放大器(102)為相同的運算放大器。
其中,所述第一差分運算放大器(101)和第二差分運算放大器(102)為全差分運算放大器。
其中,所述電容(151)和電容(152)為相同的電容元件。
其中,第一差分運算放大器(101)的輸入端分別連接IRF+和IRF-,第二差分運算放大器(102)的輸出端連接VIF-和VIF+。
當第一差分運算放大器(101)和第二差分運算放大器(102)為理想運算放大器時,跨阻放大器為兩極點系統;當考慮第一差分運算放大器(101)和第二差分運算放大器(102)的有限低頻增益,帶寬和輸出驅動能力時,跨阻放大器為四極點和四零點系統,導致帶外抑制能力降低;當第一差分運算放大器(101)和第二差分運算放大器(102)的輸入端分別加入電容(151,152)后,跨阻放大器為六極點和四零點系統,帶外抑制能力提高。
本發明實施例提出的一種高帶外抑制的跨阻放大器適用于跨導放大器+無源電流型混頻器+跨阻放大器結構的下混頻器電路和無源電壓型混頻器+跨導放大器+跨阻放大器的下混頻器電路,能夠有效地提高混頻器電路抗帶外干擾能力。
圖3為本發明提出的高帶外抑制的跨阻放大器小信號分析圖,根據圖2和圖3可以得到零極點表達式:
z1=ADCR1ro[R1(C1+C2)+]τ---(1)]]>
z2=-[1τ+1R1(C1+C2)]---(2)]]>
|z3,4|=ADCRF(C1+C2)roτC1(R2C2-RFC2+2R2CB)---(3)]]>
|P1,2|=1RFR2C1C2---(4)]]>
|P3,4|=12ADCτCBrO---(5)]]>
|P5,6|=ADCτCBrO---(6)]]>
其中,z1、z2、z3、z4為系統的四個零點,p1、p2、p3、p4、p5、p6為系統的六個極點,ro為系統差分運算放大器的等效輸出電阻,τ為延時。
根據上面零極點的表達式可知,本發明提出的高帶外抑制的跨阻放大器為四零點和六極點系統,圖4是本發明一種高帶外抑制的跨阻放大器零極點分析圖,從圖4中可以看出:
圖4中(a)為當差分運算放大器為理想情況時,跨阻放大器為兩極點系統;圖4中(b)為當考慮差分運算放大器的有限驅動能力時,跨阻放大器為兩零點和兩極點系統,帶外抑制力存在一定限制,超過零點位置后,帶外抑制力不再提高;圖4中(c)為考慮差分運算放大器的有限驅動能力和帶寬時,跨阻放大器為四零點和四極點系統,帶外抑制力存在最差的頻率點。為了提高帶外抑制力,降低最差帶外抑制力,兩個差分運算放大器的輸入端分別引入電容(151,152)。此時如圖4中(d)所示,跨阻放大器為四零點和六極點系統,帶外抑制力得以提高。
對比分析兩種不同結構的仿真結果如圖5所示,結構一為僅在差分運算放大器(101)輸入端加入電容(151),結構二為在差分運算放大器(101,102)輸入端分別加入電容(151,152)。可以發現結構二具有更高的帶外抑制力。而且本發明實施例中提出的一種高帶外抑制的跨阻放大器具有二階低通濾波器特性。
本發明提出的一種高帶外抑制的跨阻放大器,通過在差分運算放大器的輸入端分別加入電容,實現跨阻放大器的帶外抑制力的提高。
以上所述僅為本發明的實施例,并非因此限制本發明的專利范圍,凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發明的專利保護范圍內。

關 鍵 詞:
一種 高帶外 抑制 放大器
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種高帶外抑制的跨阻放大器.pdf
鏈接地址:http://www.wwszu.club/p-6401744.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
鬼佬大哥大