[发明专利]运算放大电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，特别涉及运算放大电路。

背景技术

传统的运算放大器在对于信号放大时，较少或并没有采用相应的措施来对输出信号的幅度进行限制。当输入信号的幅度过大时，就会出现截止失真或饱和失真的现象。为了避免截止失真或饱和失真的现象，现有技术通常采用限幅电路来限制输入及输出信号的幅度。

参照图1所示，现有技术的一种具有限幅电路的运算放大器，包括：运算放大器10，其反向输入端经由电阻R2接收输入信号Vin，其正向输入端经由电阻R3接地，其输出电阻为R0，在其输出端和反向输入端间还接有电阻R1，电阻R1和R2构成负反馈网络。所述运算放大器10的正向输入端和反向输入端间还接有一对接法相反的齐纳二极管D1、D2，所述运算放大器10的输出电阻R0还接有一对串联于VDD和地间的齐纳二极管D3、D4。齐纳二极管D1、D2对运算放大器10的正向输入端和反向输入端的输入信号进行限幅，齐纳二极管D3、D4对运算放大器10的输出信号进行限幅。所述具有限幅电路的运算放大器通过所述的两对齐纳二极管的限幅，来避免截止失真和饱和失真现象。

然而，例如图1所示的限幅电路是对输入信号和输出信号强制限幅来保证运算放大器的正常工作。所述限幅电路结构虽然相对简单，但却是一种被动、强制的调节输入及输出信号的方式。因此，现有技术的这种限幅手段无法实现对输入信号和输出信号的按需调节，也就是说当输入及输出信号幅度过大时再进行限幅。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术通过强制限幅来保证运算放大器的正常工作，其无法实现对输入及输出信号的按需调节。

为解决上述问题，本发明提供一种运算放大电路，包括：

可变增益放大单元，基于其控制端上的调节信号对输入信号进行可变增益放大；

信号检测单元，检测可变增益放大单元的输出信号幅度，相应输出检测信号；

以及，增益调节单元，在检测信号表示输出信号幅度超过阈值时，向可变增益放大单元的控制端输出增益减小的调节信号，且在输出增益减小的调节信号时进行信号衰减控制。

与现有技术相比，上述运算放大电路具有以下优点：通过信号检测单元检测可变增益放大单元的输出信号，即整个运算放大电路的输出端信号幅度，并相应输出检测信号。在可变增益放大单元的输出信号幅度超过阈值时，通过增益调节单元产生减小增益的调节信号，从而改善截止失真及饱和失真的现象，实现输出信号的按需调节。

并且，增益调节单元在输出所述调节信号时进行信号衰减控制，使得增益调节后的整个运算放大电路的输出端信号能较为缓慢平滑地输出。

附图说明

图1是现有技术的一种具有限幅电路的运算放大器的电路结构示意图；

图2是本发明运算放大电路的一种实施方式示意图；

图3是本发明运算放大电路的一种实施例电路图；

图4是图3所示运算放大电路中的比较器201的一种电路图；

图5是本发明运算放大电路的另一种实施例电路图；

图6是图5所示运算放大电路中的运算放大器103的一种电路图。

具体实施方式

参照图2所示，本发明运算放大电路的一种实施方式包括：

可变增益放大单元100，基于其控制端上的调节信号对输入信号进行可变增益放大；

信号检测单元200，检测可变增益放大单元100的输出信号幅度，相应输出检测信号；

以及，增益调节单元300，在检测信号表示输出信号幅度超过阈值时，向可变增益放大单元100的控制端输出增益减小的调节信号，且在输出增益减小的调节信号时进行信号衰减控制。

上述实施方式的运算放大电路，通过检测及调节单元200对可变增益放大单元100的输出信号，即整个运算放大电路的输出端信号进行监控。当发现所述输出信号的幅度超过阈值时，就通过增益调节单元300产生控制可变增益放大单元100增益减小的调节信号，实现了输出信号的按需调节。而为保证增益减小的调节信号能较为缓慢及平滑地反馈至可变增益放大单元100，使得可变增益放大单元100的输出信号，即整个运算放大电路的输出端信号也能够较为缓慢及平滑地输出，所述增益调节单元300还对于增益减小的调节信号的输出进行信号衰减控制。

在一种实施例中，所述信号检测单元200可以为比较器，用于比较所述输出信号及参考信号。所述比较器输出的比较信号作为增益调节单元300产生调节信号的依据。

在另一种实施例中，所述增益调节单元300可以为滤波器，所述滤波器配置为对增益减小的调节信号的信号衰减进行控制。