[发明专利]用于可编程增益放大器的开关和可编程增益放大器

说明书

技术领域

本文中揭示的实施例涉及用于可编程增益放大器中的开关电路的领域。更明确地说，本发明的实施例涉及可处置高输入摆动信号(包含负电压)的可编程增益放大器。

背景技术

在可编程增益放大器(PGA)的当前技术应用中(例如，在功率表和温度传感器中)，高输入电压摆动正变成常见情况。一般来说，已使用包含运算放大器(op-amp)、开关和电阻器的闭合环路PGA来处置此高输入电压摆动。开关用以选择某一输入信号所需的增益电平。需要PGA装置的线性响应以便在广泛输入值内保持适当性能。在大多数情况下，用于现有技术的开关是基于晶体管的装置，其可能因为晶体管内的漏电流而不能完全“断开”。在一些情况下一些开关不能“断开”可能会导致放大器的非线性响应，尤其在接收到高输入摆动时。

需要可针对可编程增益放大器中的宽输入电压摆动(包含负电压)而完全“断开”的开关电路。

发明内容

根据一些实施例的开关电路可包含：第一晶体管，其具有用以接受输入信号的源极端子、用以提供输出信号的漏极端子以及栅极；电力供应器，其提供第一栅极电压；以及电路，其用以将开关信号耦合到所述栅极；其中当所述开关信号为‘低’时，所述电路针对所述输入信号的所有值将所述第一晶体管‘断开’。

根据一些实施例的可编程增益放大器可包含：输入级，其具有用以耦合输入信号的输入节点，和用以提供门信号的输出节点；至少一个第一增益级，其用以使用所述输入信号提供增益信号，所述至少一个第一增益级包含用以激活所述增益级和使用开关信号来提供增益信号的电阻器和开关电路。可包含差分增益放大器以从所述增益信号提供输出信号；且另外其中所述第一增益级中的所述电阻器可耦合到所述输入级中的所述输入节点。所述输出节点中的所述门信号可耦合到所述第一增益级中的所述开关电路，使得当所述开关信号为‘低’时，所述开关电路针对所述输入信号的所有值‘断开’。

一种用于使用处理器芯片来控制可编程增益放大器(PGA)中的开关的方法可包含与本文中描述的实施例一致的以下步骤：在所述PGA的所述输入级处接收输入信号；以及通过所述PGA从所述输入信号产生门信号，所述PGA包含输入级、包含开关和晶体管的至少一个增益级以及放大器。另外，可在一些实施例中包含以下步骤：通过所述处理器芯片而将迭代参数设置为‘一’；基于所述迭代参数而选择增益级；以及将输入信号提供到所述增益级。在一些实施例中还可包含以下步骤：确定用于所述选定增益级的开关信号为‘接通’还是‘断开’；如果所述开关信号为‘断开’，那么将门信号提供到所述选定增益级的所述开关中的所述晶体管以使所述开关‘断开’，通过所述处理器将所述迭代参数增加一并选择下一增益级直到已选择所述PGA中的所有增益级为止。如果所述开关信号为‘接通’，那么在一些实施例中还可包含将增益信号从所述选定增益级提供到所述PGA电路中的所述放大器的步骤。

下文将参看附图进一步详细描述这些和其它实施例。

附图说明

图1展示根据一些实施例的使用差分增益放大器和增益级的可编程增益放大器(PGA)。

图2展示根据一些实施例的可编程增益放大器的输入波形。

图3展示根据一些实施例的用于PGA中的基于晶体管的开关。

图4展示根据一些实施例的基于晶体管的开关。

图5展示根据一些实施例的当开关信号为‘低’时用于基于晶体管的开关的输入波形、内部波形和门信号波形。

图6展示根据一些实施例的基于晶体管的开关。

图7展示根据一些实施例的使用差分增益放大器和基于晶体管的开关的PGA。

图8展示与根据图1的PGA的总谐波失真(THD)相比的根据一些实施例的PGA的THD。

图9展示根据一些实施例的使用可编程增益放大器中的开关的方法的流程图。

只要可能，贯穿图式使用相同参考数字来指代相同或相似元件。

具体实施方式