[实用新型]一种应用于高阻抗电流源负载差模放大电路的高增益共模反馈回路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于高阻抗电流源负载差模放大电路的高增益共模反馈回路。

背景技术

在各种带有电流源负载的高阻抗差分输出放大电路中, 共模反馈回路已成为一个必置的辅助电路，用于锁定输出共模直流工作点有效增加输出差分信号的动态范围并抑制电源/地/信号线上共模杂散噪声，而产生这些作用的效果主要取决于共模反馈回路的增益，增益越大，效果越好。目前各种带有电流源负载的高阻抗差分放大电路采用的共模反馈回路为确保共模反馈环路的稳定性，共模反馈电回路常采用仅具有一个单主极点的单级放大电路，由于较高频处多个次极点的存在环路增益常取得较低以防自激振荡，这弱化了共模反馈回路的效果。

实现电流源负载高阻抗差分放大电路输出共模信号的锁定主要有三种共模反馈回路，一是适用于离散时间电路的开关电容共模反馈回路；二是适用于连续时间电路的差分差值共模反馈回路；三是也适用于连续时间电路的电阻取平均共模反馈回路。

连续时间电路的差分差值共模反馈回路和电阻取平均共模反馈回路各有长处和短处，2000年第四十七卷第四期的《IEEE电路与系统学报II：模拟与数字信号处理》（IEEE TRANSACTION ON CIRCUITS AND SYSTEMS-II： ANALOG AND DIGITAL SIGNAL PROCESSING, VOL. 47, NO. 4, APRIL 2000）中发表的“应用于高阻抗电流模式的连续时间共模反馈电路”（A Continuous-Time Common-Mode Feedback Circuit (CMFB) for High-Impedance Current Mode Application）很好地解决了差分差值共模反馈回路高增益与回路稳定性矛盾的问题，本实用新型则试图解决电阻取平均共模反馈回路高增益与回路稳定性矛盾的问题，如图1所示为以电流源为负载的高阻抗差分放大电路与当前通用的单级放大低增益共模反馈回路模块图，该单级放大低增益共模反馈回路仅有一低频主极点，其余极点都在极高频处，稳定性一般很好。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于高阻抗电流源负载差模放大电路的高增益共模反馈回路，本实用新型能够在不增加电流消耗的条件下最大化共模反馈回路的增益且确保其稳定性，从而最大化稳定输出共模DC工作点，有效增加输出差分信号的动态范围和有效抑制电源、地、信号线上共模杂散噪声。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种应用于高阻抗电流源负载差模放大电路的高增益共模反馈回路，它包括两级高增益放大电路和一级RC滤波电路，它包括共模信号取样电路、参考电压源，第一级差分比较放大电路和第二级放大驱动电路，共模信号取样电路的两个输入端与高阻抗电流源负载差模放大电路的输出连接，该取样电路的取平均输出与第一级差分比较放大电路的输入端连接，参考电压源与第一级差分比较放大电路的另一输入端连接，第一级差分比较放大电路的单端输出与第二级放大驱动电路的输入连接，第二级放大驱动电路的放大管即为差分放大电路的高阻抗电流源负载，第二级放大驱动电路的差分负载即为高阻抗电流源负载差模放大电路的放大对管。

所述的取样电路为电阻平均取样电路，它由第一电阻R1和第二电阻R2组成，电阻R1和电阻R2的一端分别与差分放大电路的差分输出端连接，电阻R1和电阻R2的另一端相联并输出取样信号。

所述的第一级差分比较放大电路主要由第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8、第九MOS管M9和第十MOS管M10组成，第五MOS管M5、第六MOS管M6为第一级差分比较放大电路的差分放大对管，取样电路的输出与第六MOS管M6的栅极连接，第五MOS管M5的输出即源极与第二级放大驱动电路的输入连接，第五MOS管M5的栅极与参考电压连接，第七MOS管M7、第八MOS管M8构成镜像电流电路，第八MOS管M8的栅极与漏极互联后与参考电流源连接，第七MOS管M7为差分放大电路的尾电流源，第九MOS管M9和第十MOS管M10为第一级差分比较放大电路的镜像电流源负载，将差分信号转换为单端信号。