[发明专利]一种用于全差分跨阻放大器的自动增益控制电路

权利要求书

1.一种用于全差分跨阻放大器的自动增益控制电路，其特征在于，包括固定增益放大器、模拟检波器、幅度检测器、比较器以及可变增益放大器；所述模拟检波器对所述固定增益放大器输出的电压差分信号进行缩放，并对缩放后的电压差分信号的共模电平进行滤波后输入至所述幅度检测器；所述幅度检测器将所述模拟检波器输出的电压差分信号的共模电平与所述固定增益放大器输出经过放大后的电压差分信号的共模电平进行比较，得到一个与信号幅度变化相关的共模电平Vo1，将变化的共模电平Vo1进行适当的线性放大后输出Vo2,将线性放大后输出的Vo2输入至所述比较器；所述比较器将接收到的幅度信号与预设的门限电压相比较，将比较结果输出至所述可变增益放大器；所述可变增益放大器根据比较结果对其增益进行相应调节；

其中，所述固定增益放大器包括共源共栅放大器、第一源极跟随器和第二源极跟随器，所述共源共栅放大器由八个CMOS晶体管组成，包括第一CMOS晶体管至第八CMOS晶体管，所述第一源极跟随器为第九CMOS晶体管，所述第二源极跟随器为第十CMOS晶体管；

差分信号通过所述第一CMOS晶体管的栅极和第二CMOS晶体管的栅极输入，其中一路差分信号经过所述第九CMOS晶体管的源极和第十CMOS晶体管的源极输出；另一路差分信号经过所述第九CMOS晶体管的栅极和第十CMOS晶体管的栅极放大后输出正电压差分信号VF+和负电压差分信号VF-，并输出至所述模拟检波器；

所述第九CMOS晶体管的栅极和第十CMOS晶体管的栅极串接高阻值的第一电阻和第二电阻，得到经过放大后的差分信号的共模电平，并输出至所述幅度检测器。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括线性放大器，接收所述幅度检测器输出的幅度信号共模电平Vo1和将其线性放大后输出的Vo2，按照相应的线性比例对所述幅度信号进行放大并输出，作为幅度显示。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括门限电压产生模块，为所述比较器提供预设的门限电压。

4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述模拟检波器包括第十一CMOS晶体管以及共源的第三源极跟随器和第四源极跟随器，所述第三源极跟随器为第十二CMOS晶体管，所述第四源极跟随器为第十三CMOS晶体管，所述第九CMOS晶体管的栅极的输出作为所述第十二CMOS晶体管的栅极的输入，所述第十CMOS晶体管的栅极的输出作为所述第十三CMOS晶体管的栅极的输入，所述第三源极跟随器与第四源极跟随器的共源节点连接第十一CMOS晶体管的漏极。

5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述共源节点的电压与所述固定增益放大器输出的差分信号的共模电平相同，并且随着所述固定增益放大器输入的差分信号的幅度变化，其变化频率为所述固定增益放大器输入的差分信号频率的两倍。

6.如权利要求5所述的电路，其特征在于，共源节点的电压计算公式为：

其中，V_F+为所述固定增益放大器输出的正电压差分信号，V_F+＝V_CM+ΔV；V_F-为所述固定增益放大器输出的负电压差分信号，V_F-＝V_CM+ΔV；V_CM为所述固定增益放大器输出的经过放大后的差分信号的共模电平；ΔV为所述固定增益放大器输入的差分信号的变化量；Vth为预设的门限电压；C_ox为单位面积的栅氧化层电容；W/L为宽长比；Iss为电流，μ_n为电子的迁移速率。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述幅度检测器包括第十四CMOS晶体管、第五源极跟随器和第六源极跟随器，所述第五源极跟随器为第十五CMOS晶体管，所述第六源极跟随器为第十六CMOS晶体管，所述第十五CMOS晶体管的栅极接收所述模拟检波器输出的经过低通滤波器滤波后的差分信号的共模电平，所述第十四CMOS晶体管的栅极接收所述固定增益放大器输出经过放大后的差分信号的共模电平。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述第五源极跟随器和第六源极跟随器与第一源极跟随器和第二源极跟随器相同。