[发明专利]具有输入共模反馈的乘法器-跨阻抗放大器组合

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求由Richard Randlett[律师号为No.SIPEX-01001USO]2006年2月17日提交的名称为“具有输入共模反馈的乘法器-跨阻抗放大器组合”的美国专利申请No.11/356,597的优先权权益。

版权提醒

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技术领域

本发明一般涉及电信号放大器电路，本发明更具体地涉及具有光电二极管的电信号放大器电路。

背景技术

具有光电二极管的电信号放大器电路能够用于许多应用(如用于数字化视频光盘(DVD)播放器，和光盘(CD)播放器内)，以及需要宽动态范围增益而同时保持电路带宽的许多其它应用。在其它方法中，已经通过在普通跨阻抗放大器之前放置乘法器而尝试了此。

附图说明

以下根据下面的附图详细说明本发明优选的实施例，其中：

图1是乘法器/放大器电路的示例；

图2是一个实施例的改良的乘法器/放大器电路；以及

图3是详细地图示了乘法器/放大器电路的一个示例。

具体实施方式

图1示出了诸如6-晶体管Gilbert单元分数乘法器的乘法器(Gilbertcell fractional multiplier)110，该乘法器110能够包括交叉耦合的差分放大器120和交叉耦合的差分放大器125。差分放大器120能够包括晶体管121、122和123。差分放大器125能够包括晶体管126、127和128。平衡-差分(balanced-differential)电流源130能够控制差分放大器120，而平衡-差分电流源135能够控制差分放大器125。外部电位器(未示出)能够控制平衡-差分电流源130和135。电流源154和156能够与光电二极管140并联放置。放大器150能够包括反馈电阻器152和154。

在一个实施例中，由于乘法器的交叉耦合，当由光电二极管140注入的电流为零时，即使平衡-差分电流源130和135正在生成不同的电流，只要电流源154和156正在生成相等的电流，在乘法器110的输出146和148处不发生差分电流净变化。相反，当平衡-差分电流源130和135正在生成相等的电流时，由光电二极管140注入的任何光电流将在晶体管121和126之间相等分配。光电流将作为共模信号出现在乘法器110的输出146和148处(乘法器110的输出146和148也是放大器150的输入)。乘法器110的净输出被限定为输出146和148之间的差。净输出等于来自于光电二极管140的光电流与由电流源154与156所生成的电流差的乘积。

为了提供适当的偏压，能够提供乘法器的稳定输出电流，通过电阻器160和165，在放大器150的输入处设定共模电压。乘法器110的增益近似为1。

图1示出的所述构造存在一些问题和性能局限性。由于上述偏压限制(biasing restrictions)，TIA150的反馈因子(β)高于具有大约为1/5的典型值的理想的反馈因子。因此，与放大器150相关联的输出失调电压(offset voltage)、失调电压漂移和输出噪声每一个均大约是与放大器150的输入146和148相关联的值的五倍。因为开环增益小于最优增益，因此将需要使用更复杂的放大器，以将开环增益提高到可接受的水平。然而，试图通过增大电阻器160和165的电阻而增大β能够产生：1)不可接受的输入共模电压的位移；和2)当把乘法器设定在低分数增益时，会产生高瞬态输入共模电压摆动。使用图1的构造实现大于大约100MHz的闭环带宽是最有问题的。

图2中所示的本发明的电路的一个实施例包括诸如Gilbert单元(cell)的乘法器201，该乘法器201可操作地连接到诸如跨阻抗放大器的放大器202。乘法器的输出节点220和222作为输入连接到放大器202。不使用电阻器来偏压放大器202，而能够使用电流反射镜204。电流反射镜204能够使用来自于放大器202的反馈，以为放大器202设定偏压。

通过电流反射镜304能够感测放大级的输入共模电压，并且电流能够被反馈以设定等于输出共模电压的输入共模电压。