[实用新型]增益限幅电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及射频接收器信号处理技术，尤其是涉及放大中频信号、抑制直流和低频信号的增益限幅电路。

背景技术

传统增益限幅电路结构，如图1所示，由若干个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接形成放大，其中第一级增益级具有两个差分输入，第一级增益级的第一个差分输入作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出信号通过电阻反馈给第一增益级的第二个差分输入，同时第一增益级的第二差分输入间连接旁路电容，形成失调补偿。如图2所示的第一级增益级电路图以及如图3所示的除第一级以外的增益级电路，各增益级的电路由NMOS构成。

采用传统的增益限幅电路，假设增益限幅电路的信号输入X(S)到信号输出Y(S)的增益为72dB、高通-3dB带宽为160KHz、电阻值为1M欧姆，那么所需要的电容为4nF，所需电容过大，不能集成到芯片中，需要增加集成电路的管脚和外围元件。

同时为了实现高增益，各增益级的负载M3、M4的栅源电压往往很大，通常为2V_TH甚至更高，其中V_TH为阈值电压，如图9所示增益级的电源电压VDD要大于2V_TH+2V_DS以上(约3个V_TH以上)电路才能正常工作，其中V_DS为漏源电压。

发明内容

本实用新型旨在解决现有技术的不足，提供可以减少集成电路的芯片管脚及外围元件，适用于低压工作的增益限幅电路。

一种增益限幅电路由N个具有差分输入和差分输出的增益级依次串联连接，第一增益级的差分输入作为增益限幅电路的信号输入端，最后一级增益级的差分输出作为增益限幅电路的信号输出端，用于接收反馈的增益级还具有第二差分输入，第K级增益级的差分输出通过反馈环路反馈给接收反馈的第M级增益级的第二差分输入信号，K为1到N之间的任意整数，M小于等于K，且各个增益级仅被包含在一个反馈环路中。

其中，所述的反馈环路可以为RC低通滤波器。

其中，所述的反馈环路还可以为Gm-C低通滤波器。

其中，所述的反馈环路还可以为有源RC积分器。

其中，所述的反馈环路还可以为有源开关电容积分器。

其中，所述的增益级包括NMOS晶体管M1、M2，电阻R1、R2，电源VDD以及第一电流源，其中NMOS晶体管M1、M2以及电阻R1、R2组成差分输入输出对，电阻R1和电阻R2共同连接到电源VDD，M1和M2的源极连接第一电流源并接地。

其中，所述的增益级接受反馈还包括NMOS晶体管M3、M4、M3的栅极和M4的栅极作为第二差分输入对，M3和M4的漏极连接到差分输出对，M3和M4的源极连接第二电流源并接地。

以具有两个增益级的RC环路的增益限幅电路为例，假设增益限幅电路的信号输入X(S)到信号输出Y(S)的增益为72dB，高通-3dB带宽为160KHz，电阻值为1M欧姆、且每一增益级增益分别为36dB。那么每一级所需要的电容仅为32pF，电容可以集成在增益限幅电路内部。

通过以上分析可见，本实用新型的有益效果是增益限幅电路内部采用多个增益反馈环实现失调消除和抑制低频信号，减小反馈电路中的电容值，可以将电容集成在增益限幅电路内部，减少了芯片管脚和外围元件数目。

同时本实用新型的增益限幅电路的增益级中用电阻R1、R2取代传统增益级中的NMOS管作为负载，减少电源VDD到输出端的压降，使得增益限幅电路更适合于低压工作的场合，如可以适用于中频接收机。

附图说明：

图1传统增益限幅电路结构图

图2传统增益限幅电路的第一级增益级电路图

图3传统增益限幅电路的第一级增益级以外的增益级电路图

图4本实用新型RC低通滤波器反馈环路的增益限幅电路结构图

图5本实用新型具有Gm-C低通滤波器反馈环路的增益限幅电路结构图

图6本实用新型具有有源RC积分器反馈环路的增益限幅电路中增益级电路图

图7本实用新型增益限幅电路中的增益级电路图

图8本实用新型增益限幅电路中接受反馈的增益级电路图

图9传统增益限幅电路最小VDD电压说明图

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型内容进一步说明。