[发明专利]一种基于再生的可变增益放大器结构及其控制方法

说明书

本发明公开一种基于再生的可变增益放大器结构，包括2个电压跟随器、2个电容阵列、1个有源负阻抗电路及1个时钟产生电路，其中，第一电压跟随器的输入端作为放大器的输入正端，输出端经第一电容阵列连接有源负阻抗电路的一端，且有源负阻抗电路的该端作为放大器的输出正端，有源负阻抗电路的另一端作为放大器的输出负端，且有源负阻抗电路的该端经第二电容阵列连接第二电压跟随器的输出端，第二电压跟随器的输入端作为放大器的输入负端。此种放大器结构一方面具有增益的dB线性调节功能，另一方面对再生时间的要求大大降低。本发明还公开一种基于再生的可变增益放大器结构的控制方法。

技术领域

本发明属于模拟电路技术领域，涉及一种开环可变增益放大器技术，特别涉及一种基于再生的可变增益放大器结构及其控制方法。

背景技术

可变增益放大器大量应用于通讯领域，传统可变增益放大器通常消耗较大的电流，同时使用运放构成的电阻阵列限制了可变增益放大器的带宽。近年来，随着模拟电路技术的不断发展，低功耗可变增益放大器逐渐成为发展趋势。当前针对低功耗可变增益放大器的研究集中于电路结构的优化及电路中的电流复用。电流复用的技术通常需要较高的电压，并不能适应当前模拟电路降低电源电压的主流方向。对电路结构的优化则催生了再生技术在可变增益放大器中的应用。这种技术大大提高了电流效率，同时降低了电路结构对带宽的限制。但是当前的再生结构可变增益放大器需要严格控制再生时间，并且由再生时间控制增益倍数并不能获得大的调节范围。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种基于再生的可变增益放大器结构及其控制方法，其一方面具有增益的dB线性调节功能，另一方面对再生时间的要求大大降低。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于再生的可变增益放大器结构，包括2个电压跟随器、2个电容阵列、1个有源负阻抗电路及1个时钟产生电路，其中，第一电压跟随器的输入端作为放大器的输入正端，输出端经第一电容阵列连接有源负阻抗电路的一端，且有源负阻抗电路的该端作为放大器的输出正端，有源负阻抗电路的另一端作为放大器的输出负端，且有源负阻抗电路的该端经第二电容阵列连接第二电压跟随器的输出端，第二电压跟随器的输入端作为放大器的输入负端。

上述电压跟随器包括两个PMOS管和一个电流源，第一PMOS管的源极连接电源VDD，栅极连接第二PMOS管的漏极，然后经电流源接地，第二PMOS管的栅极作为电压跟随器的输入端，第一PMOS管的漏极与第二PMOS管的源极连接，并作为电压跟随器的输出端。

上述有源负阻抗电路包括两个PMOS管、两个NMOS管和第五开关，其中，第三、第四PMOS管的源极相连接，第一、第二NMOS管的源极相连接；第三PMOS管的漏极、第四PMOS管的栅极、第一NMOS管的漏极、第二NMOS管的栅极、第五开关的一端相连接，且作为有源负阻抗电路的一端；第三PMOS管的栅极、第四PMOS管的漏极、第一NMOS管的栅极、第二NMOS管的漏极、第五开关的另一端相连接，且作为有源负阻抗电路的另一端。

上述时钟产生电路包括D触发器、3个反相器、第三NMOS管、1个电容、电流控制模块CTL和电流源，D触发器的复位端连接第一反相器的输出端，第一反相器的输入端连接第三NMOS管的漏极，D触发器的正输出端连接第二反相器的输入端，第二反相器的输出端连接第三反相器的输入端，第三反相器的输出端连接第三NMOS管的栅极，第三NMOS管的源极接地；电容的两端分别连接第三NMOS管的漏极和地；第三NMOS管的漏极经CTL连接电流源的一端，电流源的另一端接地；其中，CTL由不同宽长比的电流镜构成，由开关控制。

一种如前所述的基于再生的可变增益放大器结构的控制方法，采用时钟对电容阵列上的信号进行再生，每个信号周期内包含多个再生周期，在一个再生周期内的工作分为如下4个阶段：

①置位阶段，连通带有差分信号的电容使电容阵列上的差分电压信号为0；