[发明专利]微弱信号接收前端和接收方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种微弱信号接收前端和接收方法。

背景技术

信号采集和探测一直是生产实践研究与应用领域的一个热点和难点，随着集成电路制造水平的飞速发展和集成电路研发的不断完善及成熟，关于信号采集和探测的芯片设计已成为集成电路业界研究的焦点。

近年来，虽然国内外对信号采集系统的研究上取得了很大的成就，但是随着国际化电子信息产业和通信方式的不断发展，已有的信号采集前端不能满足人们对信息处理速度的要求，由电磁波理论可知，要想提高信息处理速度就必须扩大信道传输信息的容量，然而限制信道传输信息的容量的主要因素是可用频带。

目前，集成电路中器件的寄生电容、特征频率是限制放大电路带宽的主要因素，为了解决其带宽瓶颈，关于拓频技术的研究提出了很多方法，其中电感串并联峰化技术、容性退化技术、级间无源匹配网络、跨导倍增技术等是采用最为广泛的拓频技术。传统的拓频技术采用一种平面螺旋电感的方式作为电路的频率补偿，但是这种拓频方式的电感值通常都很小(几十nH)，而且平面螺旋电感的工作频率受其寄生电容以及串扰效应的影响很大，这就带来了一个问题，当电路所需的补偿电感为上百nH，甚至μH数量级，这对采用平面螺旋电感的方式来实现电路的拓频来说几乎是不可能的。此外，平面螺旋电感会占用很大面积，不适合高集成度、小型化应用场合。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种微弱信号接收前端和接收方法，对接收前端的频带进行有效拓展，满足应用需要。

为了实现上述目的，本发明技术方案的实施例为：

一种微弱信号接收前端，包括频率拓展电路，所述频率拓展电路包括放大器、第一源跟随器、共源放大器、第二源跟随器和第一电阻；

所述放大器的输出端连接所述第一源跟随器的输入端，所述第一源跟随器的输出端连接所述共源放大器的输入端，所述共源放大器的输出端连接所述第二源跟随器的输入端，所述第一电阻的一端连接所述放大器的输出端，所述第一电阻的另一端连接所述共源放大器的输出端；

所述放大器的输入端输入电流信号或电压信号，所述放大器分别输出第一级频带拓展信号到所述第一源跟随器和所述第一电阻的一端，所述第一源跟随器输出第二级频带拓展信号到所述共源放大器，所述共源放大器输出第三级频带拓展信号到所述第二源跟随器，所述第二源跟随器输出第四级频带拓展信号；

其中，所述放大器包括：第一MOS晶体管、第二MOS晶体管、第三MOS晶体管、第一有源电感单元和第二电阻；所述放大器的第一输入端分别连接所述第一MOS晶体管的漏极、所述第二MOS晶体管的栅极和所述第三MOS晶体管的源极，所述放大器的第二输入端连接所述第一MOS晶体管的栅极，所述第一MOS晶体管的源极和所述第二MOS晶体管的源极接地，所述第二MOS晶体管的漏极分别连接所述第二电阻的一端和所述第三MOS晶体管的栅极，所述第二电阻的另一端连接电源，所述第三MOS晶体管的漏极分别连接所述第一有源电感单元的一端和所述放大器的输出端，所述第一有源电感单元的另一端连接所述电源；

所述共源放大器包括：第六MOS晶体管和第二有源电感单元；所述第六MOS晶体管的源极接地，所述第六MOS晶体管的栅极连接所述第一源跟随器的输出端，所述第六MOS晶体管的漏极分别连接所述第二有源电感单元的一端和所述共源放大器的输出端，所述第二有源电感单元的另一端连接所述电源。

一种基于所述的微弱信号接收前端的微弱信号接收方法，包括以下步骤：

所述放大器输入电流信号或电压信号；

所述放大器根据所述电流信号或电压信号输出第一级频带拓展信号到所述第一源跟随器和所述第一电阻的一端；

所述第一源跟随器根据所述第一级频带拓展信号输出第二级频带拓展信号到所述共源放大器；

所述共源放大器根据所述第二级频带拓展信号输出第三级频带拓展信号到所述第二源跟随器和所述第一电阻的另一端；

所述第二源跟随器根据所述第三级频带拓展信号输出第四级频带拓展信号。