[发明专利]可变增益放大器及其操作方法

说明书

技术领域

本公开一般涉及放大器，并且更具体而言，涉及可变增益放大器。

背景技术

放大器可以增大诸如电信号的输入信号的信号特性(例如，电流、电压、功率、其它信号特性或其组合)。放大器的一种类型为可变增益放大器。可变增益放大器可以包括在反馈通路(从放大器输出端至放大器输入端)中、在输入通路(从输入端子至放大器输入端)中或在这两者中的可调电阻以实现变化的增益电平。虽然现有的放大器一般已经足够用于其预期的用途，但是它们还不能完全满足所有方面。

附图说明

当与附图一起阅读下列详细描述时能最佳理解本公开。需要强调的是根据工业中的标准惯例，各种特征不是按比例绘制并且仅用于说明的目的。事实上，为了论述的清晰可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1为根据本公开的各个方面的示例性放大器的示意电路图。

图2为根据本公开的各个方面的图1的示例性放大器的一部分的示意电路图。

示例实施方案概述

在各种实施中，示例性放大器包括输入端子、输出端子、第一虚拟接地节点、第二虚拟接地节点、与输入端子和输出端子耦合的运算放大器、与运算放大器的输入端耦合的电阻输入部分以及与运算放大器的输出端耦合的电阻反馈部分。电阻输入部分包括与输入端子和第一虚拟接地节点耦合的固定输入电阻器以及与固定输入电阻器并联耦合的可切换输入电阻器区段。可切换输入电阻器区段包括输入电阻器、第一输入开关以及第二输入开关，其中输入电阻器与输入端子耦合、经由第一输入开关与第一虚拟接地节点耦合并且经由第二输入开关与第二虚拟接地节点耦合。电阻反馈部分包括与输出端子和第一虚拟接地节点耦合的固定反馈电阻器以及与固定反馈电阻器并联耦合的可切换反馈电阻器区段。可切换反馈电阻器区段包括反馈电阻器和反馈开关，其中反馈电阻器与输出端子耦合并且经由反馈开关与第一虚拟接地节点耦合。第一输入开关、第二输入开关和反馈开关可以为场效应晶体管。放大器可以被配置使得当第一开关处于第二状态时第二开关处于第一状态，并且当第一开关处于所述第一状态时第二开关处于所述第二状态。例如，放大器还可以包括与第一输入开关和第二输入开关耦合的反相器。在各种实施中，固定输入电阻器经由第三输入开关与第一虚拟接地节点耦合，并且固定反馈电阻器经由另一反馈开关与第一虚拟接地节点耦合。

在各种实施中，放大器包括与第一输入开关耦合的第一电压控制端子、与第二开关耦合的第二电压控制端子、与第一电压控制端子和第二电压控制端子耦合的电压馈送，其中电压馈送与输入端子的输入共模电压相关联。电压馈送还可以与第二虚拟接地节点耦合。在各种实施中，第一虚拟接地节点与运算放大器的反相输入端和非反相输出端中的一个耦合。在各种实施中，输入端子包括与运算放大器的非反相输入端耦合的第一输入端子，以及与运算放大器的反相输入端耦合的第二输入端子。放大器还可以包括与第一输入端子和第二输入端子串联耦合的第一电阻器和第二电阻器。在各种实施中，放大器还包括与在第一电阻器与第二电阻器之间的连结节点以及第二虚拟接地节点耦合的缓冲器。

在各种实施中，操作放大器的示例性方法包括设置第一开关和反馈开关的状态以设置放大器的增益特性。该方法还可以包括基于第一开关的状态来设置第二开关的状态和/或基于与输入端子相关联的输入共模电压来设置第一开关和第二开关的电压驱动电平。在各种实施中，其中固定输入电阻器经由第三输入开关与第一虚拟接地节点耦合并且固定反馈电阻器经由另一反馈开关与第一虚拟接地节点耦合，该方法还可以包括设置第三输入开关和另一反馈开关的状态，使得第三输入开关和另一反馈开关在放大器的操作期间处于接通(ON)状态。