[发明专利]采样保持电路前端宽带放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种采样保持电路，具体涉及一种采样保持电路前端宽带放大器。

背景技术

受通信高频化和软件无线电等技术的驱动，ADC(Analog to Digital Converter,模数转换器)呈现向高速方向发展，THA(track-and-hold amplifier,采样保持放大电路)作为ADC的前端，决定了ADC的最大带宽和转换速度。THA一般由输入级、采样开关和输出级组成。为了实现高速高宽带采样，THA必须具有很宽的带宽，因此对输入级带宽必然也有很高的要求。简单的共射极/共集电极放大器(或共源/共漏放大器)不能满足带宽要求。在实际环境中，由于长距离传输对信号的衰减，THA接收到的信号功率已经变得很小。因此输入级不仅要能处理大信号，还要能处理低幅度小信号。THA需要在前端放置宽带放大电路，一方面提高输入带宽，另一方面提高输入信号驱动能力，隔离前级电路对采样电容的影响，从而提高采样精度。此放大器带宽越宽，系统响应越快，采样速度就越快。

现有的技术方案普遍采用射极跟随器或NMOS源极跟随器作为输入级，虽然这种结构满足增益接近0dB的要求，但却存在着无法覆盖低直流偏置输入的缺点。为节省芯片面积，集成电路中通常采用直流耦合，以避免使用隔直电容。这种情况下，输入信号直流偏置电压会影响放大器电路的工作状态。在射极跟随器中，基射极电压V_BE需要大于阈值电压V_TH，才能使晶体管正常工作。同理，在NMOS源极跟随器中，栅源电压V_GS需要大于阈值电压V_TH，NMOS管才能正常工作。因此，小于阈值电压的信号无法被正常处理，造成采样失真。此外，现有结构中采用的无源电感负载，会占用过多的芯片面积，增加成本。使用有源电感虽然减小了面积，但需要较大的偏置电流，造成功耗增加。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种采样保持电路前端宽带放大器，旨在解决直流耦合问题，使放大电路在低直流偏置输入时仍能正常工作。同时不使用无源电感或有源电感实现带宽扩展，不增加额外面积消耗，降低成本。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种采样保持电路前端宽带放大器，包括输入放大器和带宽放大器，所述输入放大器和所述带宽放大器均为差分电路结构，所述输入放大器的正信号输出端连接所述宽带放大器的正信号输入端，所述输入放大器的负信号输出端连接所述带宽放大电路的负信号输入端；

所述输入放大器为PMOS源极跟随器，包括：PMOS管Q1、Q2和Q3，电阻R1、R2、R3和R4，正信号输入端，负信号输入端，正信号输出端，负信号输出端，电源VCC，接地端GND，预设偏置电压1，其中，

正信号输入端连接Q1栅极，Q1漏极连接GND，Q1源极连接R1一端，R1另一端连接R3一端，R3另一端分别连接R4一端和Q3漏极，Q3源极连接VCC，Q3栅极连接预设偏置电压1，负信号输入端连接Q2栅极，Q2漏极连接GND，Q2源极连接R2一端，R2另一端连接R4另一端，正信号输出端连接R1和R3之间电路，负信号输出端连接R2和R4之间电路。

更优地，所述PMOS源极跟随器的正信号输入端设置有正输入端匹配电阻，所述正输入端匹配电阻一端与正信号输入端连接，另一端与GND连接；所述PMOS源极跟随器的负信号输入端设置有负输入端匹配电阻，所述负输入端匹配电阻一端与负信号输入端连接，另一端与GND连接。

更优地，所述PMOS源极跟随器的正信号输入端还设置有正输入端隔直电容，所述正输入端隔直电容串联在正信号输入端；所述PMOS源极跟随器的负信号输入端还设置有负输入端隔直电容，所述负输入端隔直电容串联在负信号输入端。

更优地，所述带宽放大器为Cherry-Hooper放大器，包括：NPN型三极管Q4、Q5、Q6、Q7、Q8和Q9，NMOS管Q10和Q11，电阻R5、R6、R7、R8、R9和R10，正信号输入端，负信号输入端，正信号输出端，负信号输出端，电源VCC，接地端GND，预设偏置电压2和预设偏置电压3，其中，

正信号输入端连接Q4基极，Q4集电极分别连接Q6发射极和Q8基极，Q6集电极连接VCC，Q6基极分别连接R9一端和R7一端，R9另一端连接VCC，R7另一端连接R5一端，R5另一端连接Q8集电极，Q4发射极分别连接Q10漏极和Q5发射极，Q10源极连接GND，Q10栅极连接预设偏置电压2；