[发明专利]一种模拟平方电路

说明书

技术领域

本发明涉及模拟集成电路，特别涉及一种输出电压为输入电压平方的模拟电路。

背景技术

目前，在各种模拟运算电路中，所采取的方式通常是将两个相同的电压信号输入希尔伯特单元，由它得到一个类似平方的输出信号。该输出信号是把电压函数进行泰勒级数展开后，只保留展开式的一阶项而得到的近似值。这种处理方式精度不高（存在2%～5%的误差），而且希尔伯特单元类似共源共栅结构，比简单的差动放大器消耗更多的电压余度，其最小输出电压为过驱动电压V_ov的两倍因而不适用于低压应用。近几年也出现过一些精度较高的板级的模拟平方电路，但是这种电路板结构的平方电路，所用到的一些元件难以集成，且体积大，功耗大，限制了其更近一步的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种模拟平方电路，提高输出电压精度，而且既便于集成，也能够适用于低电压应用环境。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，一种模拟平方电路，包括电平位移模块，减法器模块、场效应晶体管、电流镜模块和输出电阻；

所述电平位移模块与输入电压V_in连接，根据所述输入电压V_in产生第一输出电压V_out1和第二输出电压V_out2；

所述减法器模块与电平位移模块连接，对其输出的第一输出电压V_out1和第二输出电压V_out2进行减法运算，产生输出电压V_out；

所述场效应晶体管工作在饱和状态，用于根据所述减法器模块输出电压V_out产生漏极电流I_D，参数α由场效应晶体管参数决定；

所述电流镜模块输出端与输出电阻连接，其输出电流流过所述输出电阻，形成对地电压V_o，Vo=Vin2;]]>

所述输出电阻连接在所述电流镜输出端和地之间。

具体的，所述参数其中，为所述场效应晶体管沟道宽长比，μ_n为载流子迁移率，C_ox为栅绝缘层单位面积电容。

进一步的，所述电流镜模块包括高精度电流镜。

进一步的，所述减法器模块包括电压跟随器和跨导运算放大器。

具体的，所述电压跟随器由高摆幅大增益运算放大器构成。

进一步的，所述模拟平方电路通过集成电路工艺制作在基片上。

进一步的，所述基片上还集成有其他功能电路。

本发明的有益效果是，输出电压为输入电压的高精度平方值，电路结构简单，损耗低、效率高。可以适用于低电压环境，能在直流或者交流电压输入情况下工作，可很好地进行单片集成。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是实施例的电平位移模块电路结构示意图；

图3是跨导放大器电路结构示意图；

图4高精度电流源电路结构示意图；

图5是本发明的模拟平方电路仿真效果图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

本发明的模拟平方电路包括电平位移模块111，减法器模块100、场效应晶体管103、电流镜模块102和输出电阻101，如图1所示。

电平位移模块111输入端与输入电压V_in连接，根据输入电压V_in产生两个输出电压，第一输出电压命名为V_out1，第二输出电压命名为V_out2。V_out1和V_out2分别作为减法器模块100的输入信号。

减法器模块100与电平位移模块111连接，对其输出的第一输出电压V_out1和第二输出电压V_out2进行减法运算，产生输出电压V_out，即：V_out=V_out1-V_out2。